Termo

LICEO LUIS CRUZ MARTÍNEZ
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA


GUÍA DE TERMODINÁMICA QUIMICA
NIVEL: Cuarto medio Electivo
Nombre:________________________________________________
Objetivo: Conocer las leyes de la Termodinámica, y su aplicación a los procesos relacionados con las
transformaciones químicas y la Energía asociada al cambio.
Aprendizajes Esperados:
1. Calculan EnergíaInterna, Entalpía, Energía libre y Entropía de procesos endotérmicos y Exotérmicos.

TERMODINÁMICA



La termodinámica estudia las relaciones del calor con otras formas de energía.




El estudio de la termodinámica se centra sobre un sistema en estudio separado de su entorno o medio ambiente por fronteras reales o imaginarias.SISTEMA + MEDIO AMBIENTE = UNIVERSO



FUNCIONES DE ESTADO:

Las propiedades que definen un estado termodinámico se denominan funciones de estado. Estas funciones son tales que toman un valor determinado en los distintos estados que puede tomar el sistema.
Ejemplo: Si la energía de un sistema en un estado 1 es E1 y en el estado 2 es E2, entonces lavariación de la propiedad, energía es:

E = E2 - E1


NOTA: En estos tipos de funciones no interesa el camino ni el tiempo para llegar desde el estado 1 al estado 2.

ENERGÍA INTERNA (U) :

Todo sistema macroscópico está constituido por moléculas. Las moléculas almacenan energía en forma de; energía de traslación, de vibración, de rotación, de enlace, electrónicas e interaccionesmoleculares.

La energía interna (U) de un sistema no se puede conocer en términos absolutos, sin embargo es posible determinar la magnitud del cambio ( U ) entre dos estados.

PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA

La primera ley se puede enunciar en los siguientes términos:

"Si se transfiere calor, Q, desde el entorno o medio ambiente a un sistema, la energía interna, U, aumenta en unacantidad U y al mismo tiempo, parte del calor puede invertirse en realizar un trabajo, W, sobre el medio"




U = Q + W



CRITERIOS DE CALOR Y TRABAJO














Los cambios se pueden resumir en:
U > 0 si aumenta la energía del sistema
U < 0 si disminuye la energía del sistema
Q >0 si fluye calor desde el entorno hacia el sistema
Q < 0 si fluye calor desde el sistema hacia el entorno
W > 0 si se hace trabajo contra el entorno
W < 0 si se hace trabajo contra el sistema

La primera ley se conoce también como "ley de la conservación de la energía"
La energía del universo es constante

NOTA: Tanto el calor (Q) como el trabajo (W) no sonfunciones de estado dado que estas dos variables dependen del camino seguido para efectuar el cambio de estado, sin embargo su diferencia si es función de estado ( U).




El trabajo de expansión de un gas se puede calcular como:


W = - Pop(V2 - V1)


donde:
Pop = Es la presión contra la que se efectúa el trabajo
V2 y V1 = Son los volúmenes finales e inicialesdel gas

si V2 > V1 se trata de un trabajo de expansión
si V2 < V1 se trata de un trabajo de compresión

De acuerdo a esto, la primera ley se puede expresar como:


U = Q - Pop(V2 - V1)


PROCESOS:

1. Cambio adiabático: Es el cambio de estado que se realiza sin que exista intercambio de calor entre el sistema y elambiente (por ej. en un termo). En este caso Q = 0


U = W (proceso adiabático)


2. Cambio a presión constante: Es el cambio más común debido a que gran parte de los procesos se realizan en contacto con nuestra atmósfera, la que prácticamente mantiene una presión constante de 1 atm.

U = U2 - U1 = Q - P(V2 - V1)


reordenando se obtiene:

Q = U2 - U1 + PV2 - PV1...