Termodinamica 2do ppio 2C2012

Termodinámica II
2do principio y
espontaneidad

Lic.Andrea Saralegui

1

¿Por qué unos procesos ocurren en un
sentido y no en el contrario?

Los cambios espontáneos no necesitan ser rápidos

Procesos espontáneos
•Proceso espontáneo: es aquel que tiende a
ocurrir sin intervención de una influencia
externa.
•Proceso no espontáneo: Sólo ocurre con la
intervención de una influencia externa

Loscambios espontáneos no
necesitan ser rápidos

El sentido del proceso espontáneo puede depender
de la temperatura.
Espontáneo T>0oC

Espontáneo T<0oC

En cualquier proceso espontáneo, el camino
entre el estado inicial y el final es irreversible
A T=0oC el sistema se encuentra en equilibrio,
Ninguna es espontánea, proceso es reversible

La primer ley de la termodinámica establece que si
se produceuna reacción , la energía total de
universo (sistema que reacciona y su entorno)
permanece constante.

No explica porqué algunas reacciones tienen tendencia a
ocurrir y otras no

Surge la necesidad de una segunda ley de la
termodinámica.

¿Cuál es el patrón común de todo cambio
espontáneo?
El metal caliente se enfría a
medida que la energía de sus
átomos que vibran se propaga
hacia el entorno
Lasmoléculas de un gas con
movimientos aleatorios difunden
en un recipiente, es poco probable
que se reúnan en una esquina

La energía y la materia tienden a volverse mas desordenadas

El desorden se expresa por medio de una
cantidad termodinámica llamada ENTROPÍA (S)

Cuanto mas desordenado es el sistema, mayor es su entropía

ENTROPÍA (S)
•La entropía es una función termodinámica que es una
medidadel desorden del sistema.
•La entropía es una función de estado.
Como ocurre con la energía interna, lo importante son las variaciones
de entropía.
La variación de entropía dS de un sistema cuando pasa de un estado a
otro se define por al expresión:
Para una determinada
transferencia de energía, se
espera un mayor cambio en el
desorden cuando la temperatura
es baja que alta.

dS sist

dqrev

TSi se transfiere gran cantidad de
calor se produce mucho desorden en
el sistema

DEFINICION

dS sist

dqrev

dqrev

T

es el calor que debe añadirse al sistema siguiendo un proceso
reversible para pasar del estado inicial al estado final.
- Si se añade calor al sistema, dqrev >0 → S > 0
- Si se extrae calor del sistema, dqrev <0 → S < 0

2

dq rev
S S2  S1  
T
1

dS sist

dqrev

TUnidades de entropía:
energía/temperatura(Kelvin)

O
energía/(masa . temperatura(Kelvin))
Unidades SI: Joule/K (J/K)
1 cal = 4,184 J
Caloria/K (cal/K)

Segunda ley de la termodinámica
La segunda ley introduce una nueva función de estado:
Entropía (S)
Segunda ley de la termodinámica:
“En todo proceso espontáneo (irreversible), la entropía
del universo aumenta.
“En todo sistema en equilibrio, laentropía del universo
permanece constante”.

Cambios Globales de Entropía
 Suniverso =  Ssistema +  Sentorno
Sistema de interés

Sistema aislado, Universo

El sistema real y su entorno constituyen un “sistema aislado”. Otra forma de
definir la segunda ley de la termodinámica es decir: “La entropía de un
sistema aislado aumenta en cualquier proceso espontaneo”

La entropía del universo como
criteriode espontaneidad
 S universo > 0 Indica proceso espontáneo
 S universo = 0 Indica proceso reversible
 S universo < 0 Indica proceso no espontáneo

Cambios Globales de Entropía
Proceso espontáneo:

 Suniverso =  Ssistema +  Sentorno > 0

Cambios Globales de Entropía
Proceso reversible:

 Suniverso =  Ssistema +  Sentorno = 0

sistema

entorno

Cálculo del cambio de entropía

 Suniverso=  Ssistema +  Sentorno
Sustancia Pura

Reacción Química

•Gases Ideales
•Líquidos y Sólidos

dSsist

dqrev

T

Interpretación molecular de la Entropía
Hasta ahora hablamos de cambios de entropía de una sustancia. Sin
embargo la entropía es una medida del desorden y es posible imaginar un
estado de materia perfectamente ordenado, sin desorden posicional ni térmico,
a T=0 K. Surge así una...