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Termodinámica. Termoquímica.
-La termodinámica es la ciencia que estudia los cambios de energía que se producen en los procesos físicos y químicos.
-La termoquímica es la parte de la química que estudia la energía, en forma de calor, que se produce en las reacciones químicas. Para sus estudio necesitamos introducir una serie de conceptos y magnitudes adecuadas.
-Primer principio de latermodinámica.
2.1.-Principio de conservación de la energía en los procesos termodinámicos. Energía interna. Ecuación.
-Principio de conservación de la energía: “la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.
-Si aplicamos el principio anterior a un proceso termodinámico: “la cantidad total de energía del universo (sistema entorno; sistema aislado) permanece constante”; “la variación deenergía de un sistema es igual y de signo contrario a la variación de energía de su entorno”.
-El intercambio de energía entre un sistema y su entorno representa sacar energía, de la energía total que almacena el sistema, o acumular energía en dicho depósito. La energía total del sistema recibe el nombre de energía interna, U.
-La energía interna de un sistema es la suma de las energías potencial(enlaces) y cinética (velocidad) de todas las partículas presentes en el mismo.
-La energía interna es una función de estado (toma un valor definido para cada estado del sistema; sus cambios no dependen del camino seguido para pasar de inicial a final, solo del estado inicial y final del sistema).
-No es posible medir de forma absoluta la energía interna de un sistema, pero sí sus cambios (U), quees lo que estudia el proceso termodinámico.
-“El intercambio de energía interna (U) entre un sistema termodinámico y su entorno puede ser en forma de calor (Q), trabajo (W) o ambos”. Es el primer principio de la Termodinámica. Ecuación: U = Q + W ; U = U - U0 .
Energía libre de Helmholtz
Energía libre de Helmholtz (también denominada función de Helmholtz, función trabajo o energía libre) esuna magnitud extensiva del sistema, función de estado y potencial termodinámico y que, por tanto, no depende del proceso sufrido, sino del estado final e inicial del sistema. Se usa para ver que procesos son espontáneos en condiciones de temperatura y volumen constantes.

Propiedades de la Energía Libre de Helmholtz
Se mide en julios [J], calorías [cal] o cualquier otra unidad de energía. Susvariables canónicas son la temperatura T y volumen V del sistema. Además, se suele simbolizar con la letra A, de «trabajo» (arbeit, de alemán) o la letra F, de libre (free, en inglés ).

Definición total

Donde U es la energía interna y S la entropía.
Definición diferencial

donde P es la presión del sistema.

El estado de un sistema queda definido por el conjunto de valores que adquierenaquellas propiedades de sistema que pueden variar. Por ejemplo, el estado de un automóvil queda definido (entre otras variables) por su posición geográfica, velocidad (y dirección), aceleración, potencia que está desarrollando el motor, cantidad de combustible en el estanque, masa total (incluyendo ocupantes y carga), marcha (cambio) que está desarrollando, etc., etc.
Para un sistema complejo comoel anterior, existirá una gran cantidad de variables de estado. Por otro lado sistemas simples tendrán mucho menos variables de estado.
La relación funcional que liga las variables de estado se llama ecuación de estado.
Es decir: E = f(x1, x2, x3......xn)
Esta relación puede ser explícita o implícita y expresable en forma matemática o no.
Un principio fundamental de la termodinámica estableceque para sistemas simples y puros, solo pueden haber 2 variables de estado independientes. Cualquier otra variable de estado será dependiente. Aclaremos lo que entendemos por sustancias simples y puras.
• Se dice que una sustancia es simple cuando toda ella está en la misma fase (sólida, líquida o gaseosa) y además es homogénea en cuanto a constitución física.
• Una sustancia es pura si toda...