Cap 1 Termodin Mica

Capítulo I. ASPECTOS TERMODINÁMICOS
DE LAS REACCCIONES QUÍMICAS
1.1. Introducción
No hay quien dude de la importancia de la energía. Está presente en los alimentos
que consumimos, que en el fondo son energía para la vida. En el terreno industrial llega a
ser de capital importancia la disponibilidad de energía a bajo costo, condición sin la
cual muchos procesos industriales no serían viables. Estaenergía se genera con combustibles usados en calefacción, aire acondicionado, energía eléctrica, generadores de
vapor y de electricidad, motores, etc. La energía constituye, sin duda, un costo de producción directo o indirecto importante en cualquier tarea industrial.
Tradicionalmente se han utilizado el carbón, el gas natural y el petróleo como
principales fuentes de energía. Sin embargo,utilizando los conocimientos científicos actuales, la humanidad avanza hacia la sustitución, al menos parcial, de dichas fuentes de
energía tradicionales con fuentes energéticas alternativas: energía eólica, energía
solar, energía nuclear, etc. Hay, pues, distintos tipos de energía: potencial, cinética,
térmica o calorífica, eléctrica, química, etc.
El concepto de energía es un principio fundamental dela ciencia, ya que todos
los procesos físicos y químicos están acompañados de transferencia de energía. Por otro
lado, la energía “no se crea ni se destruye”, sólo se transforma, resultando así fundamentales los balances de energía, que deben considerar toda la energía intercambiada
y/o interconvertida en los distintos cuerpos y/o sustancias que participan en un proceso.
Precisamente latermodinámica es la ciencia que estudia las variaciones de energía que acompañan a los procesos (físicos o químicos), y se denomina así ya que en la
mayoría de los casos este intercambio de energía se manifiesta a través de un flujo de
calor (termo).
Estudiaremos en este capítulo algo de termoquímica, parte de la termodinámica
que tiene que ver con la observación, medición y predicción de los cambios deenergía en
los procesos con reacción química. También veremos cómo es posible predecir, mediante consideraciones energéticas, si un determinado proceso puede producirse espontáneamente o no.
1.2. Conceptos básicos en termodinámica
El estudio de la termodinámica utiliza un lenguaje particular con el cual debemos
familiarizarnos antes de empezar su estudio. En primer lugar tendremos que delimitar deforma precisa la parte del universo objeto de nuestro estudio; así distinguimos:
 Sistema: parte del universo objeto de estudio.
 Alrededores: porción del universo que no se va a estudiar, pero que puede interactuar con el sistema. Porción complementaria del sistema, respecto al todo o
universo.
 Pared o frontera: separación real o imaginaria entre el sistema y los alrededores.
El tipo de fronteradetermina qué tipo de interacción se puede producir entre el sistema y los alrededores. Así la frontera puede ser:

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Universidad de Piura – Facultad de Ingeniería - QUÍMICA GENERAL 2

 Móvil o rígida, lo que permitirá o no un cambio de volumen del sistema,
 Permeable, impermeable o semipermeable, lo que permitirá o no el intercam-

bio de materia entre el sistema y los alrededores.
Adiabática o diatérmica, que permite o impide, respectivamente, mantener una

diferencia de temperatura entre el sistema y los alrededores.
Así, los sistemas termodinámicos, se pueden clasificar en (figura 1.1):
 Cerrados: son aquellos que pueden intercambiar energía, aunque no materia, con
los alrededores.
 Abiertos:
aquellos
que pueden intercambiar materia y energía.
Figura 1.1. Tipos de sistemas.
Aislados:
que no
pueden intercambiar ni materia ni energía.
Para describir un sistema termodinámico debemos conocer los valores de una serie
de propiedades observables macroscópicamente, llamadas variables de estado, propiedades o funciones termodinámicas de estado, por ejemplo, presión (P), temperatura (T), densidad (ρ), volumen (V), composición (x), etc. No todas las variables termodinámicas...