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TERMOQUÍMICA

Tema 6

Hoja 1

TERMOQUÍMICA
La Termoquímica, es la ciencia que estudia la energía y los cambios de energía que están
asociados a procesos químicos. Nos permite establecer relaciones entre magnitudes que son
medibles de modo directo, por ejemplo, los gases, P·V = n·R·T. Nos permite predecir si un
proceso se puede realizar. Si esto ocurre se dice que el proceso esespontáneo, aunque no nos
informa si la reacción es rápida o lenta (cinética)
Se define un sistema termodinámico como aquella parte del Universo que se elige para su
estudio. El resto del Universo se denomina entorno o alrededores.
Podemos definir tres tipos de sistemas:
1. Sistema abierto: cuando permite intercambio
de materia y energía con su entorno.
2. Sistema
cerrado:
cuando
permiteintercambio de energía pero no de materia.
3. Sistema aislado: cuando no intercambia ni
materia ni energía con su entorno.

Estado del sistema es la situación particular del mismo en un determinado instante. El
estado queda definido por las variables de estado, que pueden ser extensivas si dependen de la
masa (masa, volumen, presión, …), o intensivas si no dependen de la masa (temperatura,densidad, …).
Cuando las variables de estado cambian de valor se pasa a otro estado distinto, este
cambio de estado se denomina proceso.

Variable de estado 1 proceso → Variable de estado 2

(estado 1)

(estado 2)

Cuando las variables de estado permanecen constantes se dice que el sistema está en
equilibrio.
Los procesos se pueden realizar de manera reversible e irreversible.
• Procesosreversibles: son aquellos cuyo sentido se puede invertir en cualquier
momento, sin más que modificar infinitesimalmente las condiciones externas. Son
procesos lentos. (variaciones infinitesimales)
• Procesos irreversibles: se producen a velocidad finita y no pasan por ningún estado de
equilibrio intermedio.
Existen otras variables termodinámicas que se denominan funciones de estado. Toman unvalor para cada estado del sistema, sólo dependen del estado inicial y final, independientemente
del camino seguido para alcanzar el estado (U, H, S, G).
El proceso se puede realizar a:
• Temperatura constante
• Presión constante
• Volumen constante
• Calor constante

→ proceso isotermo.
→ proceso isóbaro.
→ proceso isócoro.
→ proceso adiabático.

PRINCIPIO CERO
Dos sistemas A y Baislados entre sí y en equilibrio térmico
con un tercero C, están en equilibrio térmico entre sí. Tienen
una propiedad común, la temperatura.

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Tema 6

Hoja 2

PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA
La energía del Universo permanece constante, de donde se deduce que la energía total de
un sistema aislado es también constante. Esta energía total es la que definimos comointerna, es
la suma de las energías cinética y potencial de los átomos y moléculas. La energía interna de un
sistema va a cambiar cuando el sistema intercambia trabajo y/o calor con el exterior.
Criterios de signos:
∆U = Q + W

∆U = Q − W

Q0

Q0

El calor es la energía transferida de un sistema caliente a uno frío. Los sistemas pueden
realizar trabajo, o recibir trabajo (por ejemplo lacompresión y expansión de un gas)
El calor y el trabajo no son funciones de estado, sin embargo sí lo es la energía interna U.

TRABAJO
El trabajo se aplica en los gases (utilizamos el criterio de signos “egoísta”):

dW = − PdV ⇒ W = − ∫ PdV

• Isotermo (reversible).Temperatura constante:
V2

V2

V

2
nRT
1
V
P
W = − ∫ PdV = − ∫
dV = − nRT ∫ dV = nRT Ln 1 = nRT Ln 2
V
V
V2
P1V1
V1
V1

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Hoja 3

P1V1 P2 V2
V
P
=
⇒ P1V1 = P2 V2 ⇒ 2 = 1
T1
T2
V1 P2
→ Si el trabajo es de expansión (el gas realiza trabajo sobre ele exterior) V2 > V1 , W < 0.
→ Si el trabajo es de compresión (se realiza trabajo sobre el gas) V2 < V1 , W > 0.

• Isóbaro (irreversible). Presión constante:
V2

V2

V1

V1

W = − ∫ PdV = − P2 ∫ dV = P2 (V1...