Ing Civil Industrial

QUÍMICA GENERAL
PROBLEMAS RESUELTOS

Dr. D. Pedro A. Cordero Guerrero

TERMODINÁMICA QUÍMICA

TERMODINÁMICA QUÍMICA
CONCEPTOS TEÓRICOS BÁSICOS
PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA TERMODINÁMICA:
Principio 0: “Cuando dos cuerpos se ponen en contacto, al cabo de un cierto tiempo igualan sus temperaturas”
Primer principio: “En todo proceso, la energía total es siempre la misma. Puedetransformarse de una forma a
otra, pero ni se crea ni se destruye”.
Segundo principio: No existe ninguna máquina que transforme íntegramente el calor en energía mecánica”

/\ U = /\ Q + /\ W;
- PRIMER PRINCIPIO:
Si el proceso tiene lugar a presión constante: /\ U = /\ Q - P./\ V;
- /\ U : ENERGÍA INTERNA: Es la energía total almacenada dentro del sistema.
- /\ Q : Calor intercambiado por elsistema.
-Si hay cambio de estado: /\Q = m.c L . Siendo: c L el calor latente de cambio de estado. Para el agua
es: CL. FUSIÓN = 80 cal/g ; CL. VAPORIZACIÓN = 540 cal/g
-Si no hay cambio de estado: /\Q = m.c e . /\ T. Siendo: c e el calor específico o capacidad calorífica.
Para el agua es: Ce. HIELO = 0,5 cal/g.ºC ; CE. LÍQUIDO = 1,0 cal/g.ºC ; CE. VAPOR = 0,47 cal/g.ºC
- /\ W : Trabajo mecánico, deexpansión: /\ W = - /\ (P.V)
- Procesos a presión constante: /\ W = - P . /\ V
- /\ H: ENTALPÍA. Es el calor intercambiado por un sistema cuando el proceso tiene lugar a presión constante:
/\ H = /\ Q : Al este calor de reacción se le suele llamar: /\ Q P

/\ H = /\ U + P. /\ V

Si /\ H > 0: El proceso es endotérmico (Se absorbe calor)
Si /\ H < 0: El proceso es exotérmico (Se desprendecalor)

- Procesos a volumen constante: /\ U = /\ Q :

El calor de reacción es igual a la variación de energía
interna del sistema. Se le suele llamar: /\ Q V

RELACIÓN ENTRE AMBOS CALORES DE REACCIÓN. : /\ Q P = /\ Q V + P./\V ==>
Cuando se trata de gases: /\ Q P = /\ Q V + /\n.R.T
CALORES ESPECÍFICOS DE GASES: /\ Q P = n.CP /\T ; /\ Q V = n.C V./\T ==> C P = C V + R

SEGUNDO PRINCIPIO- Máquina térmica: Es cualquier dispositivo que transforme el calor en energía mecánica. Funcionan cogiendo
calor de un foco caliente, cediendo parte a un foco frío y transformando el resto en energía mecánica.
- Rendimiento de una máquina térmica: R =

TFOCO CALIENTE − TFOCO FRIO
Q GANADO − Q CEDIDO
; R=
;
Q GANADO
TFOCO CALIENTE

- /\ S : ENTROPÍA: Es el cociente entre el calorintercambiado en un proceso y la temperatura a la cual se
produce dicho intercambio. Nos da una idea del desorden del sistema, así cualquier evolución del mismo
será tanto más probable cuanto más aumente su desorden, y por tanto, cuanto más aumente la entropía.
Puede predecirse estas variaciones teniendo en cuenta que el aumento de entropía se producirá cuando:
a) Al producirse la reacción o elcambio aumente en número de especies químicas
b) Al producirse la reacción o el cambio se formen enlaces menos rígidos, teniendo en cuenta que esta
rigidez de los enlaces sigue el orden siguiente: Sólidos > Líquidos > Gases.

Δ m.c LATENTE
ΔQ
; ΔS =
T
T
T
Δ S = m.c ESPECIFICO .Ln FINAL
TINICIAL

- Procesos a Temperatura constante: (Cambios de estado) :

- Procesos con variación detemperatura:

ΔS =

Si /\S > 0: El proceso es probable que se produzca
/\S < 0: Es probable que se produzca el proceso contrario
PROBLEMAS RESUELTOS DE QUÍMICA GENERAL

TERMODINAMICA QUÍMICA - 2 de 17

ESPONTANEIDAD DE LAS REACCIONES
- ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA TERMODINÁMICA: Ecuación de Gibbs-Helmholtz: /\G = /\H - T./\S
- /\ G : ENERGÍA LIBRE DE GIBBS: ( G = H - T.S):
Sus variacionesnos permiten saber si el proceso es espontáneo o no:
Si /\G < 0: El proceso es espontáneo
/\G > 0: Es espontáneo el proceso contrario
/\G = 0: El proceso esta en equilibrio

AGRUPACIÓN DE LOS PROBLEMAS RESUELTOS (Algunos de ellos se podían incluir en varios grupos)
Grupo A: Primer principio de la termodinámica
Grupo B: Segundo principio de la termodinámica

PROBLEMAS RESUELTOS DE...