Tema 3A

Bloque II. Fundamentos de reactividad química
Tema 3

CONCEPTOS DE TERMODINÁMICA.

Contenidos
- Objetivos de la Termodinámica
- Tipos de Sistemas.
- Caracterización del estado de un sistema.
- Funciones de estado: Interés de las funciones de
estado.
- Equilibrio termodinámico.
- Transformaciones o procesos termodinámicos
A) Termoquímica
-Energía interna
-Calor y trabajo: Intercambio de energíaentre sistemas
-Primer principio de la Termodinámica
-Calores de reacción
-Interés químico de la entalpía
-Ley de Hess
B) Espontaneidad. Entropía y energía Gibbs.
Grado en Biotecnología

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Termodinámica : La palabra deriva de los vocablos griegos ”termós”
(calor) y ”dínamis” (fuerza y trabajo).
Surge 2ª mitad del XVIII y principios del XIX (idea de lograr el móvil
perpetuo de 1ª especie: máquinacapaz de producir trabajo sin
suministrarle energía).
Actualmente doble objetivo:
A) Estudiar los cambios o transferencias energéticas que
acompañan a los procesos físicos o químicos.
B) Estudiar el sentido de espontaneidad y las condiciones de
equilibrio de los procesos.
Estudio macroscópico: Descripción macroscópica
Principios de la Termodinámica: Se enuncian de manera axiomática y
generalizanlas observaciones de la naturaleza
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Grado en Biotecnología

Sistema Termodinámico y alrededores de un sistema
Sistema:
Parte del Universo sometida a nuestro estudio
En función de su interacción con el entorno
Clasificación

Sistema abierto:
Intercambio de masa y energía.
Sistema cerrado:
Intercambio de energía pero no de masa.
Sistema aislado:
No hay intercambio ni de masa ni de energía.

Alrededores o entorno
Resto Universo

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Grado en Biotecnología

Estado de un sistema: Forma de estar o presentarse el sistema.
Variables, coordenadas, parámetros o propiedades termodinámicas:
Magnitudes observables que describen conjuntamente el estado de un sistema.
Ejemplo: P,V,T.
Intensivas: Sus valores no dependen de la cantidad de materia del sistema (P,T).
Extensivas: Sus valores sídependen de la cantidad de materia del sistema (V).

Funciones de estado: Variables o propiedades de un sistema cuyos
valores están bien definidos en todas las partes del sistema.
Cualquier propiedad que tiene un único valor cuando el estado del sistema
está definido se dice que es una función de estado. Pueden considerarse
funciones de estado las variables que lo caracterizan (volumen, temperatura,presión, composición).

Ecuación de estado: Relación entre las variables de estado del sistema
(P,V,T).
Ejemplo: Gas ideal: PV = nRT

Equilibrio termodinámico: Las variables termodinámicas no cambian ni en el
tiempo ni en el espacio.
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Grado en Biotecnología

Equilibrio termodinámico en un sistema aislado
Requiere que en el sistema
se cumpla simultáneamente

Equilibrio térmico: Temperaturaconstante e igual en todos los puntos del sistema
Equilibrio químico: Composición constante e igual en todos los puntos del sistema
Equilibrio mecánico: Presión constante e igual en todos los puntos del sistema
Caracterización de un sistema en equilibrio termodinámico
Se caracteriza conociendo

Temperatura
Composición
Presión
Todo sistema aislado evoluciona en el curso del tiempo hasta que alcanza
unestado de equilibrio que no abandona de modo espontáneo
Por eso

Las variables termodinámicas de un sistema sólo están definidas
cuando éste se encuentra en equilibrio
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Grado en Biotecnología

Función de estado
- Cualquier propiedad que tiene un único valor cuando el estado
del sistema está definido se dice que es una función de estado.
Ejemplo: Una muestra de agua a 293,15 K y a la presión de unaatmósfera está en
un estado especificado.
d = 0,99820 g/mL.
Esta densidad es una función única del estado.
No importa cómo se haya llegado a ese estado.

El volumen es también función de estado.
Igualmente pueden considerarse funciones de estado las variables que lo
caracterizan (composición, temperatura, presión)
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Grado en Biotecnoología

Transformación o proceso termodinámico
Alguno de los...