Termodinamica

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La primera ley la termodinámica es la ley de la conservación de la energía, que se puede enunciar como “la energía total del universo es una constante”. Una forma más útil de la primera ley de la termodinámica, en las reacciones químicas, es:
∆E = Q + W
La ecuación anterior define al cambio de energía interna ∆E de un sistema como la suma del intercambio decalor (Q) entre el sistema y sus alrededores y el trabajo (W) realizado sobre (o por) el sistema.
La energía total de un sistema de sustancias químicas se llama energía interna (E). Esta energía interna depende del movimiento de las moléculas, de sus distribuciones, de las fuerzas intermoleculares de atracción y de otros factores, es una función de estado. El valor absoluto de la energía interna deun cierto estado no puede ser determinado, pero si se puede determinar la variación de energía interna y se llama ∆E.Un cambio de la energía interna de un sistema es una consecuencia de una transferencia de calor o de la realización de trabajo, y es igual a:
Eproductos – E reactivos = ∆E = Q + W
ENTALPÍA (H)
El contenido total de energía se llama entalpía H , y es igual a la energía interna (E)y el trabajo de expansión (T) que éste puede realizar.
H = E + PV
La variación de entalpía está dada por:
DH = D E + P D V (OJO D es por DELTA=Cambio de)
La entalpía expresa el calor liberado o absorbido en un proceso a presión constante.
La entalpía es una propiedad extensiva; esto es, su magnitud depende de la cantidad de sustancia.
Cualquier propiedad del sistema que dependaexclusivamente de los estados inicial y final y que sea independiente del proceso que se siga para pasar de un estado al otro, se conoce como propiedad de estado. La entalpía es una propiedad de estado ya que depende de los estados inicial y final. La magnitud de la entalpía sólo depende del estado de la sustancia y no de su origen.
El cambio de entalpía durante un proceso a presión constante se representapor DH (“delta H”, donde el símbolo D denota cambio), y es el calor liberado o absorbido por el sistema durante un a reacción.
Para cualquier reacción que se efectúe directamente a presión constante, la entalpía es igual a la diferencia entre la entalpía de los productos y la de los reactivos, esto es:
∆Hreacción = Hproductos Hreactivos-
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA (SISTEMAS CERRADOS)
Si elun sistema es cerrado (no hay tiene intercambio de energía con el resto del universo, los
alrededores) cualquier pequeño cambio de energía interna, dU, del sistema es debido al balance de la transferencia de calor, dQ, y el trabajo realizado, dW, por o sobre el sistema. Esta sentencia no describe sino la conservación de la energía. Hay un convenio, artificial y confuso, para poner signo a lasvariaciones de energía. Naturalmente nadie discute que dU>0 si el sistema aumenta su energía en un proceso termodinámico y naturalmente el resto del universo pierde la misma cantidad de energía. Pero el trabajo, W, y el calor, Q, es un intercambio de energía que gana (o pierde) una de las partes, sistema o resto del universo, y por lo tanto pierde (o gana) la otra. ¿Qué signo ponemos a Q y W?Siempre estamos interesados en las propiedades del sistema y normalmente lo miramos todo desde el punto de vista del sistema así que, si no hay trabajo, escribimos dU=dQ indicando que cuando dQ>0 el sistema recibe energía (térmica) y debe aumentar por tanto su energía interna y cuando dQ<0 el sistema cede energía
(térmica) y debe disminuir su energía interna. Esto es muy razonable y “debería”hacerse lo mismo con el trabajo: en un proceso puramente mecánico (dQ=0) deberíamos escribir dU=dW. Pero se hace justo lo contrario (salvo en el mundo de los físicos): dU=-dW y se añade una coletilla para compensar el signo – (es decir para que tenga sentido la igualdad) dW es + si el sistema hace trabajo (pierde energía para hacerlo y así dU<0) y es - si se hace trabajo sobre el sistema (gana...