termodinamica

UNIVERSIDAD DE LA SERENA
DEPARTAMENTO DE QUIMICA
Prof. Jaime Pozo


INTRODUCCION A LA TERMODINAMICA Y A LA
TERMOQUIMICA


Hasta el momento se han estudiado las reacciones químicas desde los siguientes puntos de vista:

(a) De las transformaciones o cambios que ocurren entre las sustancias: oxidaciones;combustiones; reacciones de desplazamientos; descomposiciones, etc.
(b) De las relaciones estequiométricas que se establecen entre sustancias reactante y productos a partir de ecuaciones químicas equilibradas.

Ahora se estudiará la relación que existe entre las transformaciones químicas y los cambios de energía que las acompañan.

Termodinámica. Es la ciencia que en general estudia losintercambios energéticos que acompañan a los procesos físicos y químicos.

La Termodinámica química. Se dedica a estudiar los intercambios energéticos que acompañan a los procesos químicos (transformaciones químicas).

Termoquímica, es un capítulo dentro de la Termodinámica que específicamente estudia los intercambios de energía calórica (calor) en las transformaciones químicas.

1) Concepto deSISTEMA.

Sistema es la parte de Universo sujeta a nuestro estudio

Sistema + medio ambiente = Universo

(a) Representación de un sistema: está representado por una cantidad de materia con límites definidos pudiendo estar expresados en una forma concreta o como especies químicas.Como forma concreta son los siguientes:

3 litros de N2 a 20°C y 1 atm
4 litros de H2SO4 2 M a 20°C (d = 1,12 g/cm3)

En ambos casos se representa un sistema con una cantidad concreta de materia ya que en cada caso la cantidad de N2 y H2SO4 está perfectamentedeterminada.


Como especies químicas:

El aluminio reacciona con H2SO4
El sistema es el aluminio

(c) Estado de un sistema.

Está representado por los valores que en él tienen ciertos parámetros o “variables de estado”.

Variables de estado son:temperatura, presión, volumen y composición. Cuando estas variables cambian significa que se produce un cambio de estado. Cuando un sistema pasa de un estado a otro por modificación de sus variables significa que se ha efectuado una transformación o proceso termodinámico.

(d) Clasificación de los sistemas

Sistema abierto: es el que intercambia energía y materia con el exterior.Sistema cerrado: es el que intercambia solamente energía con el exterior.
Sistema aislado: es el que no intercambia energía y materia con el exterior.

(e) Transformaciones de un estado a otro. Dejando fijo algunos parámetros estas pueden ser procesos:

Isotérmicos: cuando se realizan a temperatura constante.
Isobáricos: cuando se realizan a presión constante
Adiabáticos: cuando lacantidad de calor del sistema permanece constante,
es decir, sin que haya intercambio con el exterior.
O a volumen constante.

(f) Sistema en equilibrio termodinámico: cuando todos los puntos del sistema tengan los mismos valores de:

Temperatura (equilibrio térmico)
Composición (equilibrio químico)
Presión (equilibrio mecánico)2) Concepto de ENERGIA.

Capacidad de un sistema de realizar trabajo

Como se manifiesta la energía en un sistema material:

- Energía potencial: determinada por su posición en un campo de fuerzas
externo: gravitacional, eléctrico, etc.



- Energía cinética: determinada por las características del sistema como un...