Estado de equilibrio termodin mico

Estado de equilibrio termodinámico
En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado o proceso termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno, (las condiciones que le imponen sus alrededores). Para ello ha de encontrarse simultáneamente enequilibriotérmico, equilibrio mecánico y equilibrio químico.
Definición formal
El general de un sistema termodinámico en equilibrio queda determinado por los valores de sus cantidades y parámetros intensivos tales como: la presión, la temperatura, etc. Específicamente, el equilibrio termodinámico se caracteriza por tener un valor mínimo en sus potenciales termodinámicos, tales como la energía libre de Helmholtz,es decir, sistemas con temperatura y volumen constantes siempre y cuando:
A = U – TS , ΔA = 0
O la energía libre de Gibbs, es decir, en sistemas caracterizados por tener la presión y la temperaturas constantes:
G = H – TS , ΔG = 0
El proceso que gobierna un sistema hacia el equilibrio termodinámico se denomina entropía.
Dos sistemas se dicen que están en equilibrio térmico cuando el valor desus temperaturas es la misma.
Dos sistemas se dicen que están en equilibrio mecánico cuando el valor de sus presiones es la misma.
Dos sistemas se dicen que están en equilibrio de fases cuando el valor de sus potenciales químicos es el mismo en cada fase en que se encuentre presente la especie.
Todas las fuerzas están balanceadas.
Estado del sistema
Cuando se han especificado las variables necesariaspara describir al sistema se dice que se ha particularizado el estado del sistema. Un sistema se encuentra en estado definido cuando todas sus propiedades poseen valores específicos.
.







Proceso
Un sistema experimenta un proceso, cuando se verifica un cambio de estado. Un cambio de estado puede conseguirse por distintos procesos.
Proceso cíclico
El estado final coincide con el inicial.Proceso cuasiestático
Todos los estados intermedios del proceso son estados de equilibrio. Este proceso realmente no existe, es ideal o teórico. Puede aproximarse tanto más cuanto la causa del proceso varía en cantidades cada vez más pequeñas. Entonces cada nuevo estado producido, puede considerarse de equilibrio y viene definido por sus coordenadas y puede aplicársele las ecuaciones que las vinculen.La representación en un diagrama vendrá dada por una curva continua.

figura 1.5a
Proceso cuasiestático de expansión de un gas. La fuerza exterior (peso de la arena) se va reduciendo infinitesimalmente. Todos los estados intermedios son de equilibrio.
Proceso no estático
Cuando no cumple las condiciones anteriores. Son los procesos de igualación, ver siguiente figura:

figura 1.5.b.
Proceso noestático de expansión de un gas. Al retirar la fijación, el sistema deja de estar en equilibrio, y evoluciona por sí solo hasta alcanzar un nuevo  estado de equilibrio. Los estados intermedios no son de equilibrio.
Proceso reversible
Es un proceso cuasiestático, que puede ser llevado de nuevo al estado inicial pasando por los mismos estados intermedios que el proceso directo, y sin que al final, ni enel sistema ni en el medio rodeante, quede ningún efecto residual que pueda revelar que se ha verificado el proceso.
Proceso irreversible
Son los procesos reales. En ellos siempre habrá degradación de energía y generación de entropía. Pueden ser de dos tipos:
Límite adiabático
Se dice que un límite es adiabático cuando el estado del sistema se puede cambiar únicamente moviendo el límite o biencolocando al sistema en un campo de fuerzas exteriores (por ejemplo campos eléctricos, magnéticos o gravitacionales). Esta noción será crucial en nuestra próxima formulación de la Primera Ley. Límite diatérmico
Se dice que un límite es diatérmico cuando permite que el estado del sistema se modifique sin que haya movimiento del límiteA continuación daremos algunas definiciones no tan básicas,...