CURSO DE FISICOQU MICA Termodin Mica 1

NOTAS DE CLASES DE FISICOQUÍMICA I

CURSO DE FISICOQUÍMICA
AÑ0 2007
TERMODINÁMICA

Atomos de hierro adsorbidos sobre una superficie (111) de cobre formando un simil a
un corral de 14,3 nm de diámetro. La temperatura de trabajo es de 4 K.
La imagen muestra el contorno de la densidad local de estados electrónicos y no
figuras de átomos.
La imagen superior muestra la construcción átomo por átomosobre la superficie

Notas del Dr. A.L. Capparelli – INGENIERÍA QUÍMICA– TERMODINÁMICA - 2007

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NOTAS DE CLASES DE FISICOQUÍMICA I

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OBJETIVOS DE LA TERMODINÁMICA
TERMODINÁMICA DEL EQUILIBRIO
OBJETIVO GENERAL:
⇒ EXPRESAR LOS CAMBIOS DE ENERGÍA EN TÉRMINOS DE
MAGNITUDES MACROSCÓPICAS CUANDO UN SISTEMA
MATERIAL CUANDO EXPERIMENTA TRANSFORMACIONES
QUÍMICA Y/O FÍSICAS
⇒

ESTABLECER CRITERIOS DEESPONTANEIDAD,

⇒

ESTABLECER LA POSICIÓN DEL EQUILIBRIO

⇒ LA TERMODINÁMICA ES UNA DE LAS DISCIPLINAS DE LA QUÍMICA QUE
FUNDAMENTA Y APOYA EL DESARROLLO DE LA FISICOQUÍMICA
TIPOS DE ANÁLISIS DE LOS SISTEMAS:
⇒ MACROSCÓPICO
•

No se establecen hipótesis previas sobre la naturaleza de la materia;

•

Sobre las variables requeridas para describir a los sistemas:
¾ constituyen un número reducido;
¾normalmente sugieren sobre la base de nuestros sentidos;
¾ por lo general se pueden medir directamente.

⇒ MICROSCÓPICO
Este enfoque es básico para el desarrollo de la TERMODINÁMICA ESTADÍSTICA
¾
¾
¾
¾

Se requiere información molecular;
Se trabaja con un número muy grande de partículas;
Se requiere especificar un número mayor de magnitudes;
Las magnitudes no siempre son accesibles a nuestros sentidoso pueden medirse
DEFINICIONES BÁSICAS
CONCEPTOS PREVIOS
⇒ SISTEMAS, ENTORNOS Y UNIVERSO
9 UN SISTEMA ES AQUELLA REGIÓN DEL UNIVERSO QUE SERÁ OBJETO DEL
ESTUDIO TERMODINÁMICO.

Notas del Dr. A.L. Capparelli – INGENIERÍA QUÍMICA– TERMODINÁMICA - 2007

NOTAS DE CLASES DE FISICOQUÍMICA I
LOS SISTEMAS PUEDEN SER
•
ABIERTOS
•
CERRADOS
•
AISLADOS
Características de los sistemas
Homogéneos
Heterogéneos
9EL ENTORNO COMPRENDE A TODA LA REGIÓN QUE EXTERNA AL SISTEMA Y
QUE SE CARACTERIZA SOLAMENTE POR SU ESTADO TÉRMICO (O
TEMPERATURA) Y NO DEPENDE DE CAMBIOS DE CONFIGURACIÓN DEL
SISTEMA.
9 UNIVERSO ES LA COMPOSICIÓN DEL SISTEMA Y SU ENTORNO
⇒

UN SISTEMA AISLADO SE CONSTITUYE EN SÍ MISMO EN UN UNIVERSO.
TIPOS DE PROCESOS

Un sistema experimenta un proceso o transformación termodinámica, si alguna delas
variables macroscópicas que se emplean para describir el estado de equilibrio del sistema (P, T, x,
V) sufre alguna modificación. Los procesos pueden clasificarse como:
⇒

REVERSIBLES:
Son aquellos procesos que tienen lugar de tal forma que al finalizar el mismo, tanto el
sistema como su entorno pueden ser reintegrados a sus estados inciales sin ocasionar
ningún cambio permanente en el restodel universo.
EN ESTE TIPO DE PROCESO, EL SISTEMA EVOLUCIONA A TRAVÉS DE UNA
SUCESIÓN DE ESTADOS DE EQUILIBRIO.

⇒

ESPONTÁNEOS (IRREVERSIBLES):
Son aquellos procesos que no cumplen con estas condiciones previas

⇒ ARTIFICIALES
Son aquellos procesos que alejan al sistema del equilibrio. No se observan en la naturaleza.
Los procesos reversibles constituyen el límite entre los procesos espontáneos ylos
artificiales.
9 Análisis de estos tipo de procesos
1.- Naturales (irreversibles)
2.- Artificiales
3.- Reversibles

Notas del Dr. A.L. Capparelli – INGENIERÍA QUÍMICA– TERMODINÁMICA - 2007

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NOTAS DE CLASES DE FISICOQUÍMICA I

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Pext
Pistón

Vapor
T
pV
Líquido

CONSIDERE EL PROCESO
n líquido Æ n vapor
Caso 1:
Caso 2:
Caso 3:

Pext < pV
Pext > pV
Pext = pV

CASO 1: EL SISTEMA EVOLUCIONAESPONTÁNEAMENTE HASTA QUE SE DETIENE EL PROCESO
O SE EVAPOR TODO EL LÍQUIDO Y LA PRESIÓN DEL SISTEM ES LA EXTERNA
CASO 2: ES UN PROCESO IMAGINARIO QUE ALEJA AL SISTEMA DEL EQUILIBRIO,
CASO 3: EL PROCESO ES REVERSIBLE Y EL SISTEMA EVOLUCIONA A TRAVÉS DE UNA
SUCESIÓN DE ESTADOS DE EQUILIBRIO
¿Equilibrios?: TÉRMICO, MECÁNICO, DE FASES, QUÍMICO, ELÉCTRICO,
MAGNÉTICO, ETC

CONDICIONES DEL EQUILIBRIO...