Termodinámica

Termodinámica: es el estudio de la energía.
Energía: capacidad de un sistema de realizar trabajo (W) o de transferir calor (Q).
Trabajo de expansión: Wexp = -PextΔV
Convención de signos:

Si el calor fluye del sistema al ambiente el proceso es exotérmico y por lo tanto Q es negativo. Si el sistema absorbe calor el proceso es endotérmico y el Q siempre es positivo.
Sistema aislado: ΔU=0
Sistemaadiabático: no permite el intercambio de calor con el ambiente → Q=0 ΔU=W
Primer principio de la termodinámica: la energía del universo es constante. ΔU= W+Q
ΔU representa la diferencia entre la energía interna al completarse un proceso.
Energía interna: es la energía cinética y potencial total de las partículas.
Energía de movimiento de los electrones
Energía de enlace de los átomos en lasmoléculas
Energía de traslación de las moléculas
Energía de vibración de los átomos
Energía de rotación de los átomos
Energía de las fuerzas de atracción entre las moléculas
La energía interna es una función de estado: es la propiedad de un sistema que está determinada al especificar las condiciones o estado del sistema. No depende de la historia previa, sino solo e su situación actual.
Estafunción de estado establece que, si se produce un cambio físico o químico, la energía total del universo (el sistema y su entorno) permanece constante, es decir, se conserva. De otra forma: la energía total de un sistema aislado es constante.
Entalpía: La entalpía es la cantidad de calor absorbido o liberado por el sistema en condiciones estándar. En una reacción química, si la entalpía de losproductos es menor que la de los reactantes se libera calor y decimos que es una reacción exotérmica. Si la entalpía de los productos es mayor que la de los reactantes se toma calor del medio y decimos que es una reacción endotérmica. El cambio de entalpía se denomina ΔH y se define como: ΔH = ΔHproductos - ΔHreactivos
Calorimetría:
Proceso a P constante→ calorímetro → ΔHproceso
El calor absorbido o liberado en la reacción se determina a partir del cambio de temperatura de una conocida de la mezcla que se encuentra en el calorímetro. Como la reacción en un calorímetro simple se efectúa a presión constante (presión atmosférica) el calor intercambiado en esas condiciones (Qp) es igual a la variación de entalpia.
Proceso a V constante → bombacalorimétrica → ΔU
Como la reacción en una bomba calorimétrica se efectúa a volumen constante el calor intercambiado (qv) es igual a la variación de energía interna.
En un sistema adiabático:
P cte → Q reacción + Q soluciones + Q calorímetro = 0 → Q reacción = -(Qsoluciones+Qcalorímetro) = -(mCeΔt+CΔt)
V cte → Q reacción + Q H2O + Q bomba = 0 → Q reacción = -(Q H2O +Qbomba) = -(mCeΔt+CΔt)Ce H2O=4.18J/gºC

ΔU = Qp – PΔV
ΔU + PΔV = Qp = ΔH
ΔH= ΔU + ΔnRT Δn= Σnproductos - Σnreactivos (gases)
Ecuaciones termoquímicas:
ΔH es una propiedad extensiva, es decir, depende de la cantidad de sustancia.
ΔH de la reacción inversa es igual en magnitud pero de signo opuesto
ΔH depende de los estados de agregación de las sustancias
Ley de Hess: si una reacción se realiza en variasetapas el ΔH de la reacción completa es la suma de los ΔH de cada una de las etapas individuales.
ΔHf: es el cambio de entalpia para la obtención de un mol de compuesto a partir de los elementos en su estado más estable.
A + B → C ΔH0r = ΣnΔH0fproductos + ΣnΔH0freactivos
Segundo principio de la termodinámica: la entropía del universo va en aumento.
El segundo principio de la termodinámicarefleja la existencia de dos clases de procesos:
Proceso espontaneo: son aquellos que tienden a suceder sin la necesidad de ser impulsados por una influencia externa. Una vez iniciados continúan por si solos sin realizar un trabajo útil o energía adicional.
Son espontáneos la mayoría de los procesos exotérmicos y algunos procesos endotérmicos en los cuales aumenta el desorden del sistema.
Los...