analitica

TERMODINAMICA

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Macroscópico
Promedio de interacciones
Pocas variables (T, P, V, m, etc)
Predecir la evolución
Pero no da información sobre el cómo ni el
cuando

Sistema
Medio
Ambiente

Universo
Sistema

Estado de un sistema
• Queda definido por los valores finitos de las
variables termodinámicas tales como: T, P, V, etc.
• Mientras el medio ambiente nocambie el sistema
permanecerá inalterable SIN flujos de calor ni
cambios de volumen o de concentración
• Cuando sufre una perturbación el sistema
evoluciona hasta alcanzar un nuevo estado
perturbación
T1, P1, V1

T2, P2, V2

Procesos Físicos y Químicos
T2, P2, V2

T1, P1, V1
perturbación
Estado inicial

Estado final

• Cuando la perturbación es un proceso físico
no hay cambios enla identidad química de las
sustancias participantes
2

H2O (s)

H2O (l)

S8 (s)

S8 (l)

CO2 (s)

CO2 (g)

Procesos Físicos y Químicos
T2, P2, V2

T1, P1, V1
perturbación
Estado inicial

Estado final

• Cuando la perturbación es un proceso químico
hay cambios en la identidad química de las
sustancias participantes
2

C (s) + O2 (g)

CO2 (g)

2Fe(s)+ 3/2O2 (g)Fe2O3 (s)

NaCl (sc)+AgNO3 (sc)
AgCl (s)+NaNO3 (sc)

Función de Estado de un sistema
• Funciones que relacionan a las variables
termodinámicas: T, P, V, etc.
• Su valor SOLO depende de las condiciones
iniciales y finales y NO depende del camino
por el cual el sistema alcanza esas
condiciones.
• Tampoco hace referencia al tiempo que se
requiere para realizar los cambios

Variablestermodinámicas

Variables
termodinámicas

Propiedades
extensivas
Dependen de
la cantidad de
material : V, m

Propiedades
intensivas

No dependen
de la cantidad
de material :
T, P, d

Funciones de
estado

Funciones
de
estado

Propiedades
extensivas
Dependen de la
cantidad de
material: U

Se normalizan por unidad de mol: U/n=U unidades en
energía*mol-1

Energíainterna de un sistema (U)
• Gases: promediar la energía de las moléculas
(energía cinética)

• sistemas condensados (sólidos, líquidos):
promediar las energías cinéticas + la energía
potencial dado que existen fuerzas
intermoleculares
la energía interna no puede determinarse en forma absoluta
sino como diferencia entre dos estados dados del sistema

A partir de la U puede definirseuna
nueva función de estado

Entalpía: H
H = U + PV

Entalpía = Energía Interna + PV

Estado inicial
Ti; Pi; Vi; Ui; Hi; etc

Estado final
Tf; Pf; Vf; Uf; Hf; etc

Cambio producido = Xf – Xi = X

Remarcar
• Funciones de estado SOLO dependen de las
condiciones iniciales y finales y NO dependen
del camino por el cual el sistema alcanza esas
condiciones.
• Si el estado inicial esigual al estado final NO
hay cambios en las funciones de estado
entonces: X = 0

Funciones Q y W
• Q : calor, intercambio de calor o intercambio
de energía térmica

Q NO ES FUNCIÓN DE ESTADO

Trabajo
W
Volumen
(expansión/compresión)

Otros: eléctrico,
magnético,
gravitatorio, de
Superficie, etc

W = Wvol + W´
W NO ES FUNCIÓN DE ESTADO

Sacamos pesas

El gas se expandey ejerce un W sobre el medio ambiente
W

El desplazamiento del pistón es provocado por una
fuerza constante (F) aplicada desde fuera del sistema
que modifica la altura del pistón d
Wvol = Fextd

A = área del pistón

F AΔd
W
= ext
= - p ext ΔV
vol
A

QyW
Convención Egoísta

Q >0
Endotérmico

QoW>0

Q (PfVf - PiVi) → H ~ U
• Para gases ideales
U > (PfVf – PiVi)Las funciones termodinámicas pueden encontrarse en
tablas como la del ej. donde el símbolo ° indica
condiciones estandar:
para gases: p = 1 bar y T 298 K;
para disoluciones C=1M o 1 molal y T=298K

Veamos algunos casos particulares

Energía interna y entalpía de cambio
de fase

Energía interna y entalpía de reacción
Solo se tabulan algunas reacciones muy frecuentes o particulares...