PRINCIPIO DE CONSERVACI N DE LA ENERG A ILI

 PRINCIPIO DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA


La energía es un producto secundario de muchos procesos químicos, y al continuar el aumento en su demanda, tanto en países industrializados, entre ellos Estados Unidos, como en naciones en vías de desarrollo, como China, los químicos intentan activamente encontrar nuevas fuentes de energía. La termodinámica es el estudio de los cambios de energía queacompañan los cambios físicos y químicos. Un aspecto importante de las leyes

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de la termodinámica química es que nos capacitan para predecir si una reacción química en particular es teóricamente posible bajo una serie de condiciones dadas. Se dice que una reacción es espontanea cuando se presenta una tendencia general para su realización por su propia cuenta.

Los principios termodinámicospueden también utilizarse para determinar la magnitud de una reacción espontanea: la posición del equilibrio. La obtención máxima de los productos de una reacción está limitada por el estado de equilibrio de la reacción.

Muchos científicos a finales del siglo XVIII y comienzos del XIX estudiaron las relaciones entre trabajo y calor. La termodinámica tuvo sus orígenes en estos estudios. En la décadade 1840, se hizo claro que:

Trabajo y calor son formas de una clasificación mayor de energía. Una forma de energía puede convertirse de otra forma.
La energía no puede crearse ni destruirse

Dentro de los Sistemas Termodinámicos, una consecuencia deLa Ley de
Conservación de la Energía es la llamada primera ley de la termodinámica:

La energía puedeconvertirse de una forma a otra, pero no puede crearse ni destruirse. En otras palabras, la energía total del universo es una constante.

En la aplicación de los conceptos termodinámicos, frecuentemente concentramos nuestra atención en los cambios que se realizan dentro de límites definidos. Esa parte de la naturaleza que incluimos dentro de esos límites se llama un sistema.El resto se llama losalrededores. Por ejemplo, una muestra de compuestos químicos puede construir un sistema. El recipiente y lo demás alrededor de un sistema constituyen lo que se llaman los alrededores.

Se supone que un sistema tiene una energía interna, E, la que incluye todas las formas posibles de energía atribuibles al sistema. Las contribuciones importantes a la energía interna de un sistema incluyen las atracciones yrepulsiones entre los átomos, moléculas, iones y partículas subatómicas que forma el sistema y la energía cinética de todas sus partes.

De acuerdo con la primera ley de la termodinámica, la energía interna de un sistema aislado es constante. El valor real de E para cualquier sistema no se conoce y no puede calcularse. Sin embargo, la termodinámica se refiere solamente a los cambios de energía y ala medida de estos cambios.

El estado de un sistema puede definirse especificando los valores de propiedades tales como temperatura, presión y composición. La energía interna de un sistema depende del estado del sistema y no de cómo el sistema llego a ese estado.

La energía interna, por consiguiente, se llama una función de estado. Considere una muestra de un gas ideal, que ocupa un volumen deun litro a 100 grados kelvin y 1 atm de presión, (estado A) a 200ºK y 0.5 atm (estado B), la muestra ocupa un volumen de 4 litros.

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De acuerdo con la primera ley, la energía interna del sistema en el estado A, EA es una constante, como es la energía en el estado B, EB.

Se puede deducir que la diferencia en las energías internas de los dos estados ∆E, es también es una constante y esindependiente del camino tomado entre el estado A y B. No existe diferencia alguna, sea que el gas se calienta antes y después del cambio de presión o si el cambio total se realiza en varias etapas:




Suponga que tenemos un sistema de estado inicial y que la energía interna del sistema es
Ei. Si el sistema absorbe calor de los alrededores, q, la energía interna del sistema será:




Si el sistema...