Fisica

CALOR DE REACCION. TERMOQUIMICA

INTRODUCCION A LA TERMODINAMICA 

1.0 Termodinamica

1.1 Nociones basicas

Estudia los cambios de energía que acompañan a los procesos físicos y químicos y las condiciones para la espontaneidad de los mismos 

Sistema: parte del universo sujeta al estudio

Entorno: todo lo que se encuentra fuera del sistema

Universo: sistema + alrededoresEnergía: capacidad de un sistema para realizar trabajo o suministrar calor

Calor: forma de transferir energía que se traduce en un cambio de la temperatura del sistema q = C . ΔT

Trabajo: forma de transferencia de energía, producto de la distancia por la fuerza que se opone al movimiento.

Energía interna: Energía total de todos los componentes que forman el sistema 

Tipos de sistema:Abierto: intercambia materia y energía 
Cerrado: solo intercambia energía 
Aislado: no intercambia ni materia ni energía 
Adiabatico: las paredes del sistema son aislantes, hay cambio de volumen 
Isotermico: hay cambio de volumen, se mantiene la temperatura, es un sistema cerrado 
Aislado: no hay variación de trabajo, calor ni volumen 

Exotermico:

Fluye calor del sistema hacia el entornoSe libera energía, por lo tanto los productos son mas estables

Los reactivos tienen mas energía que los productos

Endotermico:

Fluye calor desde el entorno hacia el sistema

Se requiere energía adicional, por lo tanto los productos son menos estables

Los reactivos tienen menos energía que los productos. 

Primera Ley: Definicion 
PRIMERA LEY DE LA TERMODINAMICA: la variación de laenergía interna de un sistema es la suma del intercambio de calor (q) entre el sistema y sus alrededores y el trabajo (w) realizado por o sobre el sistema

Significa que la energía no se crea ni se destruye, la cantidad de energía total del universo es constante. 

ΔU = q + w 

La variación de energía interna ΔU va acompañada por un cambio de energía del entorno igual a –ΔU, de modo tal quela energía total del universo permanece constante

Puede variar la energía interna mediante calor o trabajo. 

A volumen constante: el sistema no puede expandirse y realizar trabajo, entonces: 

w = 0 y ΔU = qv 

qv calor intercambiado a volumen constante 

A presión constante: puede ambiar el volumen. Parte del calor suministrado se usa para aumentar la energía interna y parte seutiliza para el trabajo de expansión 

ENTALPIA

ΔH: cambio de entalpia

Representa el calor liberado a presión constante qp. 

ΔH positiva: endotermica

ΔH negativa: exotermica 

ΔU = ΔH – trabajo de expansión 

ΔH = ΔU + P ΔV

ΔH = ΔU + ΔnRT 

Δn: variación de moles gaseosos entre productos y reactivos 

ENTROPIA y la Segunda Ley: ENERGÍA LIBRE DE GIBBS 

Entropía: es una medidadirecta del grado de desorden de un sistema. Se define como: qrev/T 

qrev : calor asociado a un proceso reversible 

Segunda ley de la Termodinamica:

En los cambios espontaneos, el universo tiende a un mayor desorden. En una reacción espontanea la entropía del universo aumenta 

ΔSU = ΔSsist + ΔSent 

La entropía como criterio de espontaneidad

ΔS < 0 Proceso no espontaneo

ΔS =0 Proceso en equilibrio

ΔS > 0 Proceso espontaneo 

ΔSSist = ΔSFinal + ΔSInicial

ΔSSist = ΔSProd + ΔSReac 

El ΔS del universo no es una buena medida del cambio de espontaneidad 

Entropía y Orden

Cambios en la entropía es cambios en el orden

Aumenta la entropía aumenta el desorden

Se espera que la entropía aumente en procesos en los cuales:

se forma liquido osoluciones a partir de sólidos 
se forman gases a partir de sólidos o líquidos 
el numero de moléculas de gas aumenta durante una reacción química 
la temperatura de una sustancia aumenta 

Como lo que interesa mayormente es lo que ocurre en el sistema, se introduce la función:

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS

Es función de estado

Energía disponible para realizar un trabajo

Permite determinar la...