1er principio de la termodinámica

TERMODINÁMICA

Revisión 3 08-06-2012

LA "COCA-COLA" Y LA TERMODINÁMICA
(Extracto del libro “la Química y la Cocina”)
El lector perspicaz habrá notado que al destapar una "Coca-Cola" se forman condensaciones
dentro de la botella. La razón es que, al bajar rápidamente la presión del gas, la expansión se
produce a partir de la energía del mismo gas por lo que disminuye su temperatura y, portanto,
se condensa la humedad.
El proceso descrito es semejante al empleado en el "refri" (véase capítulo II) y al que se puede
tener en un encendedor de gas "Cricket". En efecto, si se deja escapar el gas del encendedor
(sin encenderlo, es obvio) se notará que el gas sale frío. Y es también semejante al que da lugar
a la lluvia. Las masas de vapor producido por la evaporación del agua demar ascienden por los
vientos, disminuye la presión y se produce una expansión del vapor a costa de su energía
interna disminuyendo, por consiguiente, su temperatura. El fenómeno de la lluvia es mucho
más complejo de lo que indicamos; interviene la presencia de polvo atmosférico, la
temperatura, las corrientes de aire del lugar; etc. En pocas palabras: al ascender el aire se
expande y lo hace acosta de su energía; si ésta disminuye, disminuye la temperatura.
Nuevamente la "Coca-Cola" puede ilustrar un fenómeno termodinámico. Si el refresco está
suficientemente frío al destaparlo se produce su congelación. El diagrama de fase del agua,
figura III.8, nos muestra lo que ocurre. El punto 1 corresponde al líquido a una presión mayor
que la atmosférica. Cuando se destapa la botella lapresión disminuye y el sistema se desplaza
punto 2, la temperatura no varía ¡y la "Coca" se congela!

Figura III. 8. Congelamiento espontáneo de la "Coca-Cola".
Aprovecharnos para mencionar que el fenómeno inverso ocurre en el mal llamado "patinaje
sobre hielo". La presión de la cuchilla del patín funde el hielo; una vez que ha pasado el patín
sobre el líquido el agua recupera la presiónoriginal y se congela. En rigor; es "patinaje sobre
agua".

Ing. Eduardo Mangione

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4-132 Quimicos Argentinos

TERMODINÁMICA

Revisión 3 08-06-2012

EL PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA
La termodinámica estudia las relaciones entre las diferentes formas de energía y las leyes que
rigen su intervención. Son cuatro principios guía:
Principio cero: define la temperatura comopropiedad
Primer principio: define la energía como una magnitud conservativa. Es la ley de conservación
de la energía
Segundo principio: define la entropía como medida de la dirección en la cual se desarrollan
todos los procesos naturales.
Tercer principio: es la interpretación física de la entropía como orden de los sistemas.
SISTEMAS QUÍMICOS:
Sistema: Es una porción de materia que elegimosy aislamos, real o imaginariamente para su
estudio. En todo sistema existe además un alrededor o medioambiente, que es el resto del
universo y tiene una frontera o límite que es la superficie de contacto que comparten con el
medio. La frontera es imaginaria. Este sistema, buscará conseguir un estado de equilibrio
interactuando con el medio que lo rodea.
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMASTERMODINÁMICOS:
Para estudiar una transformación, primero debo definir un sistema, que es la parte que voy a
estudiar. Este sistema, podrá ser:
AISLADO: Es un sistema que no intercambia ni materia ni energía con el medio.
ABIERTO: Intercambia materia y energía con el exterior. (turbina, compresor, tobera,..)
CERRADO: Sólo intercambia energía ( no intercambia masa)
CRITERIO DE ELECCIÓN: es arbitrario,y facilitará o no el posterior análisis.
PARÁMETROS O PROPIEDADES:
Son aquellas variables, que describen, identifican y caracterizan un sistema. Son, por ej.
Presión, volumen, temperatura, composición, densidad, conductividad, etc. Pueden ser
intensivos (no dependen de la masa) o extensivos (dependen de la masa)
ESTADO DE EQUILIBRIO:
Condición en la cual las propiedades tienen un valor...