Q2_tema01_termo

TERMOQUÍMICA
Tema 1

INTRODUCCIÓN
Definiciones, conceptos previos,

Termoquímica
Energía: capacidad de un sistema para realizar trabajo y
producir cambios.
Ley de conservación de la energía: cuando desaparece
una forma de energía debe aparecer otra de la misma
magnitud, de forma que la energía total del universo
permanece constante.
Termodinámica: ciencia que estudia los cambios
energéticos.Termodinámica química: parte de la química que estudia
las relaciones entre la energía y las reacciones químicas.
Termoquímica: parte de la termodinámica química que
estudia sólo las variaciones de energía calorífica.

Sistemas termodinámicos (I)
Regiones del Universo separadas del resto (entorno) por
una superficie cerrada, real o imaginaria, a través de la
cual se relacionan mediante intercambiosde energía.
Pueden ser:
• Abiertos: Intercambian materia y energía
• Cerrados: No intercambian materia, pero sí energía.
• Aislados: No intercambian materia ni energía.
• Adiabáticos: No intercambian energía en forma de calor,
pero sí en forma de trabajo.

Sistemas termodinámicos (II)

Sistemas termodinámicos (III)
En función del estado de agregación de sus componentes,
pueden ser:
• Sistemashomogéneos: todos los componentes se
encuentran en el mismo estado de agregación (una sola
fase).
• Sistemas heterogéneos: el estado de agregación de
reactivos o productos no es el mismo (dos o más fases).

Variables termodinámicas
Son las magnitudes que permiten describir el estado
termodinámico de un sistema. También llamadas variables
de estado.
• Intensivas: Son independientes de la cantidadde materia
del sistema (presión, temperatura, densidad, etc.)
• Extensivas: Dependen de la cantidad de materia del
sistema (volumen, masa, cantidad de sustancia, energía
interna, etc.)

Funciones de estado
• Son variables

termodinámicas que sólo
dependen del estado del
sistema y no de las etapas
o pasos intermedios
transcurridos hasta llegar a
él. Sus variaciones sólo
dependen de los estadosfinal e inicial del sistema.

Equilibrio

Cuando un sistema está al mismo tiempo en:
• equilibrio químico (no varía su composición),
• equilibrio mecánico (no hay movimiento) y
• equilibrio térmico (no hay variación de temperatura).

Transformaciones reversibles

• Se realizan a través de una serie continua de estados de

equilibrio. La variación debe ser muy lenta.
• Las transformacionesirreversibles transcurren a través
de estados que no son de equilibrio. Las transformaciones
espontáneas son irreversibles.

Trabajo presión-volumen
• Un gas encerrado en un

cilindro con émbolo se
expansiona contra la
presión atmosférica
externa.
• El trabajo termodinámico
no es función de estado.

W = − p⋅ ΔV =
= − p⋅ (V2 − V1 )

Calor
• Forma de intercambio de energía entre un sistema y el

entorno envirtud de una diferencia de temperatura.
• No es una función de estado.
• Depende de la masa del sistema, de la naturaleza de la
sustancia (calor específico) y de la variación de
temperatura

(

ΔQ = m⋅ ce ⋅ ΔT = m⋅ ce ⋅ Tf − Ti
• En un cambio de estado:

ΔQ = m⋅ L

)

Calor de reacción
• Cantidad de energía

calorífica absorbida o
cedida por el sistema
durante la transformación
de reactivos aproductos.
• Se mide usando
calorímetros.
• Equivalente en agua de un
calorímetro: cantidad de
agua que absorbe la misma
cantidad de calor que el
calorímetro.

Procesos endotérmicos y exotérmicos

• Reacción exotérmica: se

libera calor en el transcurso
de la reacción. Los
productos resultantes
tienen menor energía que
los reactivos.
• Reacción endotérmica: se

absorbe calor del entorno.

PRIMERPRINCIPIO DE LA
TERMODINÁMICA

Energía interna de un sistema (U)
• Es una función de estado

extensiva.
• Es la suma de todas las
energías potenciales
(atracciones y repulsiones
entre moléculas, átomos,
núcleos y electrones, etc.) y
cinéticas (movimientos de
traslación, rotación y
vibración de las moléculas y
sus partículas) de las
moléculas que forman el
sistema.

Primer Principio de la...