Fisicoquimica III

PROPIEDADES
PROPIEDADES DE
DE
TRANSPORTE
TRANSPORTE

1

INTRODUCCIÓN
• Se tratan los procesos irreversibles de no equilibrio que ocurren
a velocidades distintas de cero.
• Un sistema puede estar fuera del equilibrio, cuando la materia o
la energía, o ambas, están siendo transportadas entre el sistema y
sus alrededores.
• Las propiedades de transporte son propiedades en las que se
traslada algo(materia, y/o energía) de un lugar a otro.
• Efusión de partículas de un gas
Materia.
Conducción térmica
Energía.
Conducción eléctrica
Carga

2

FLUJO (J)
La velocidad de migración de una propiedad se mide por su
flujo, que es la cantidad de la magnitud física transportada que
pasa a través de unidad de área perpendicular a la dirección del J
por unidad de tiempo.
El J es igual al producto delnúmero de portadores por cm 3, la
velocidad promedio en la dirección del J y la cantidad física
transportada ( T, P, potencial eléctrico).

 n
J  . v .q
V 
_

Ecuación general de
Transporte

Si hay flujo de:

Masa



J  Kg .m  2 s  1



Energía
3

LEY GENERAL DE TRANSPORTE
El flujo de una propiedad es proporcional al gradiente de una
propiedad física relacionada del sistema. Escojamoscomo
dirección del flujo el eje z.

Donde: Jz es el flujo

y
J z  B
z

y Es el gradiente de y (la propiedad)
z

-B Es la constante de proporcionalidad
Jz describe la componente z de tal vector. El signo negativo (-)
indica aumento del flujo en la dirección en que disminuye z. Un
signo positivo en el gradiente indica un aumento de la propiedad
4
con el incremento de z.

Hay una serie deejemplos comunes a este tipo de procesos:

Flujo Calórico :

T
J z  K T
(Ley de Fourier)
z
Coef. Conductividad Térmica

Flujo de Cte electrica :

V
J z  K
(Ley de OHM)
z
Coef. Conductividad Eléctrica

Flujo de Fluidos :

p
J z  C
(Ley de Poiseuille)
z
Coef. de Fricción

Difusión :

C
J z  D
(Ley de Fick)
z
Coef. de Difusión

5

TRANSPORTE ELECTRICO
La electroquímica es la rama de lafisicoquímica que trata la
relación de los fenómenos químicos y eléctricos.
CONDUCCIÓN ELÉCTRICA:
Conductores de primer grado: son los conductores metálicos, en
cuyo interior hay cargas libres que se mueven por la fuerza
ejercida sobre ellas por un campo eléctrico. Las cargas libres son
electrones libres. No existe transporte de masa.

e-

e6

Conductores de segundo grado: son los electrolitos,cuyas
cargas libres son iones () o (-), muy importantes
biológicamente, constituidos por soluciones de distinta
concentración de ácidos, hidróxidos, sales. Las cargas
libres de ambos signos se mueven en el sentido contrario.

SO4Cu

SO4-- + Cu ++

Forma de conducción de la corriente en un conductor de Segundo Grado

7

REACCIONES ELECTROQUÍMICAS
Las reacciones electroquímicas tiene lugar en la zonade contacto
de los electrodos con el electrólito y son originadas por la
imposibilidad de los e- portadores de la corriente en los electrodos
de moverse libremente en los electrólitos.
Ánodo

Ocurre la oxidación,
los e- pasan del ion al
electrodo.


Cátodo

Ocurre la reducción,
los e- pasan del
electrodo al ion.

B  D e

-

A e  C
Las dos semireacciones conjuntas forman una reacción químicade
electrólisis.
La sustancia del electrodo puede ser inerte o no, es decir
8
observándose así una deposición o un desprendimiento de un gas.

V


V

E

L
a
b
V
R

I
V

IR

RESISTENCIA Y LEY DE OHM

El campo eléctrico está
dirigido de las regiones de
mayor potencial a las de
menor potencial.

Resistencia eléctrica: Es una
medida de la oposición que ejerce
un material al flujo de carga através de él.
Cuando una corriente eléctrica
circula por un conductor
metálico, la relación entre la
diferencia de potencial (V) y la
intensidad (I) es igual a una
constante,
denominada
resistencia (R).

Unidad: Ohmio
1=1V/A

Ley de Ohm

9

En el sistema internacional las unidades son:
Para la intensidad (I), Amperio.
Para el potencial (V), Voltio.
Para la resistencia (R), Ohmio .

Material...