Termodinamica

TERMODINÁMICA
La termodinámica es la relación entre los procesos y la energía. En el caso de la química se usa la termoquímica, que es la relación entre las reacciones químicas y la energía, es la aplicación del primer principio de la termodinámica a las reacciones químicas. La química estudia el universo en el sentido amplio. Un sistema es aquella parte del universo que aislamos real oteóricamente para su estudio.

El entorno (o ambiente o alrededores) es lo que está fuera del sistema, aunque se limita a un entorno práctico, que es el entorno que interacciona con el sistema.

Un sistema puede ser abierto (intercambia materia y energía con el entorno), cerrado (solo intercambia energía) o aislado (no intercambia nada). Los sistemas también pueden ser heterogéneos (no tienen lasmismas propiedades y composición en todos sus puntos) u homogéneos (tienen las mismas propiedades y composición en todos sus puntos).

Las variables termodinámicas pueden ser extensivas o intensivas. Las intensivas son aquellas que no dependen de la cantidad de materia por ejemplo la densidad (ya que, por ejemplo, por mucho agua que tengamos nunca va a cambiar de densidad). Las extensivas sí dependende la cantidad de materia. Por ejemplo el volumen (no tienen el mismo volumen 1 litro de agua que 1000 l de agua, por lo que el volumen de agua depende de la cantidad de agua).

Funciones de estado: es toda variable termodinámica, cuyas variaciones dependen solo de los estados inicial y final y son independientes de la forma de realizar el proceso, pero si el proceso. El calor no es unafunción de estado, depende de la forma de realizar el proceso, pero si el proceso se realiza a presión constante o a volumen constante, el calor se convierte en función de estado.

Un sistema está en equilibrio cuando se cumplen los tres siguientes equilibrios:

- Químico: Su composición no varía.

- Mecánico: La sumatoria de fuerzas es igual a 0. El cuerpo está en MRU o en reposo.

-Térmico: Todos los puntos tienen la misma temperatura.

El estado anterior a la transformación es el estado inicial y el posterior el estado final.

Según el estado de equilibrio, los procesos pueden ser:

- Reversibles: Se producen a través de infinitas etapas de equilibrio.

- Irreversibles: No transcurren a través de infinitas etapas de equilibrio.

Los procesos también sepueden clasificar en:

- Isóbaros: a presión constante.

- Isotérmicos: A temperatura constante.

- Isócoros: A volumen constante.

- Adiabáticos: en las que no se transfiere calor entre el sistema y el entorno, Q=0.

Energía interna( es la energía total de los componentes de un sistema (energías de los enlaces, de traslación y de rotación de las moléculas, de vibración delos átomos…). Es una función de estado y está representada por U.

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PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA (teoría).

Primer principio de la termodinámica: Si en un proceso hay energía, no se crea ni se destruye, solo se transforma. En un sistema aislado, la energía total se conserva. En termodinámica la energía se suele dividir en dos tipos:

- Calor (Q): energía que se transmitegracias a la diferencia de temperaturas. El calor siempre pasa de un sistema de más temperatura a menos temperatura. Cuando se desprende calor, la reacción es exotérmica y cuando se absorbe endotérmica.

- El trabajo (W): Otra tipo de energías que no sean calor. Puede realizarse por el sistema (por ejemplo un gas que se expande) o contra el sistema (por ejemplo cuando tenemos un gas en unrecipiente con émbolo y reducimos su volumen.). También podemos ver el trabajo como fuerza por desplazamiento. De hecho, la fórmula de ahí abajo se consigue tras sustituir la fuerza por presión por superficie, y nos quedaría que el trabajo es igual a presión por superficie por desplazamiento y como finalmente superficie por desplazamiento es volumen, la fórmula nos queda así:

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