TERMODINAMICA 1 1
INTRODUCCIÓN
El equilibrio es una condición estática en la que no ocurren cambios en las propiedades microscópicas de un sistema con el tiempo; esto implica un balance de todos los potenciales que podrían causar un cambio. En termodinámica un sistema en estado en equilibrio es aquel que se encuentra en condiciones tales que no presentan ninguna tendencia para que ocurraun cambio de estado.
La termodinámica del equilibrio de fases busca establecer las relaciones entre varias propiedades. Si la temperatura, la presión y la concentración de las fases alcanzan sus valores finales, y en adelante permanece constante el sistema está en equilibrio sin embargo a nivel microscópico las condiciones no son estáticas CITATION Kor15 \l 12298 (Goitía, 2015).
DESARROLLOTransiciones, equilibrio de fases.
En termodinámica, una transición de fase es la transformación de un sistema termodinámico de una fase a otra. Un ejemplo son los cambios de estado (transiciones entre los estados de agregación de la materia), aunque el concepto también se refiere a cualquier otra transformación entre fases CITATION Wik151 \l 12298 (Wikipedia, 2015)
El equilibrio de fases: hacereferencia a la ausencia de cualquier transferencia neta de una o más especies químicas de una fase a otra en un sistema multifásico.”
Tomando en cuenta que cualquier sistema evoluciona de forma espontánea hasta alcanzar el equilibrio, y que es posible determinar si un sistema está en equilibrio con su entorno si la Suniverso o si las funciones de estado del sistema U, H, A y G permanecenconstantes con el tiempo. En caso contrario analizando como variarían estas funciones de estado se puede determinar en qué sentido evolucionará el sistema, para lo cual se emplean las ecuaciones de Gibbs.Así, la condición de equilibrio material en un sistema compuesto por varias fases y especies es:
Condición que se cumple cuando no hay cambios macroscópicos en la composición del sistema, ni transportede materia de una fase a otra del sistema CITATION Fed \l 12298 (Salas, s.f.).
Potencial químico.
También conocido como energía libre molar parcial o constante de proporcionalidad será aquel valor de un cierto elemento A que al añadirse a un sistema existente modificara su energía G
Es el cambio de energía que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula adicional, conla entropía y el volumen mantenidos constantes.
Si un sistema contiene más de una especie de partículas, hay un potencial químico diferente asociado a cada especie, definido como el cambio en energía cuando el número de partículas de esa especie se incrementa en una unidad. El potencial químico es un parámetro fundamental en termodinámica y se asocia a la cantidad de materia.
En los gases ylíquidos de Fermi, el potencial químico en el cero absoluto de temperatura es equivalente a la energía de Fermi. En los sistemas electrónicos, el potencial químico está relacionado con el potencial eléctrico eficaz CITATION Ale11 \l 12298 (Carreto, 2011).
EJERCICIO:
La entalpía de reacción estándar de la reacción entre el metano y el dicloro para dar clorometano y cloruro de hidrógeno es -114kJ/mol. Sabiendo que la variación de entropía estándar es 11,1 J/K·mol, calcula la variación de la energía libre de Gibbs estándar, a 25 ºC, y decide si el proceso el espontáneo o no en estas condiciones.
SOLUCIÓN
La reacción que tenemos que estudiar es:
La expresión para calcular la energía libre de Gibbs es:
.
Basta con sustituir los valores que nos dan y hacer el cálculo:
Regla delas fases. Ecuación de Clausius-Clapeyron
Esta ecuación de Clapeyron y puede emplearse para determinar la variación de la presión de saturación con la temperatura. También se utiliza en la región solido vapor cuando se sustituye hfg por hlg(la entalpia de sublimación) de la sustancia.
Las relaciones de Maxwell tienen implicaciones de largo alcance para la investigación en las termodinámicas...
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