Termodinamica

TERMODINAMICA
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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 + ALREDEDOR = UNIVERSO
SISTEMA

Es una partepequeña del universo que se aísla para someterlo a estudio. El sistema está incluido dentro de una superficie llamada límite. Todo lo que se encuentra fuera del límite del sistema se denomina entorno o exterior.

Se definen tres clases de sistema dependiendo de las propiedades del límite que los separa de los alrededores.

• abiertos ( intercambio de materia y energía con el entorno)
•Sistema cerrados (no intercambio de materia y sí energía con el entorno)
• Sistema Aislados ( no intercambio de materia y energía con el entorno)

En las reacciones químicas:






La termodinámica clásica estudia los sistemas en equilibrio cuyas propiedades, funciones o variables termodinámicas no cambian con el tiempo.

Las propiedades que definen un estado termodinámico sedenominan funciones de estado. Estas funciones son tales que toman un valor determinado en los distintos estados que puede tomar el sistema. Por ejemplo si la energía de un sistema en un estado 1 es E1 y en el estado 2 es E2, entonces la variación de la propiedad, energía es:
(E = E2 - E1

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

Variable de Estados

Son atributos físicos del sistema perceptibles directamente o con un instrumento
Estas magnitudes que pueden variar a lo largo de un proceso ( por ejemplo, en el transcurso de una reacción química) son:

• Presión, Temperatura , Volumen y Concentración

La termodinámica nace y se apoya muy fuertemente en elestudio de la física de los gases

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 interacciones moleculares.
La energía interna (E) de un sistema no se puede conocer en términos absolutos, sin embargo es posible determinar la magnitud del cambio ((E) 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, E, aumenta en una cantidad (E y al mismo tiempo, parte del calor puede invertirse en realizar un trabajo, W, sobre el medio"
(E = Q – WW < 0 W > 0



Q >0 Q < 0





Los cambios se pueden resumir en:
(E > 0 si aumenta la energía del sistema
(E < 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 sehace trabajo contra el entorno
W < 0 si se hace trabajo contra el sistema
[pic]

POSIBLES VARIACIONES DE LA ENERGIA INTERNA

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

b) 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 queprácticamente mantiene una presión constante de 1 atm.
(E = E2 - E1 = Q - P(V2 - V1)
reordenando se obtiene:
Q = E2 - E1 + PV2 - PV1
Qp = (E2 + PV2) - (E1 + PV1)

Esta última relación muestra que el calor transferido a presión constante (Qp) es igual a la diferencia entre los dos estados.
Se define una nueva función de estado llamada Entalpía (H), o contenido calorífico como:
H = E + PV...