Termodinámica Química

Termodinámica Química
La termodinámica estudia el calor, el trabajo, la energía y los cambios que producen en los estados de los sistemas.

Así, un sistema cambia su estado termodinámico al intercambiar calor o trabajo con otros sistemas con los que interacciona. Estudiaremos la termodinámica de equilibrio, los sistemas parten de un estado de equilibrio y a través de procesos reversibles(que tienen lugar mediante cambios infinitesimales) alcanzan nuevos estados también de equilibrio.

Sistemas termodinámicos
Llamamos sistema a la parte del universo objeto de estudio. La parte del universo que puede interaccionar con el sistema se denomina alrededores.

Se denomina sistema abierto el que permite el intercambio de materia y energía con los alrededores. Un sistema cerrado es elque no permite la transferencia de materia, aunque si la de calor. En un sistema aislado no existe interacción posible con los alrededores, no puede intercambiar ni materia ni energía

Paredes en sistemas termodinámicos
Las paredes de un sistema se pueden clasificar en: rígidas o móviles, permeables o impermeables, conductoras o adiabáticas.

Las paredes móviles se deforman permitiendo elcambio del volumen del sistema. La paredes permeables permiten el paso de materia a través de la pared. Las paredes conductoras permiten el paso de calor, mientras que las adiabáticas no (son equivalentes a las paredes de un termo).

Consideremos dos sistemas con paredes rígidas e impermeables que se ponen en contacto. Si las propiedades termodinámicas de ambos sistemas no cambian con el tiempo lapared es adiabática. Si se observan cambios en la presión al pasar el tiempo la pared es térmicamente conductora o diatérmica. En este caso se produce un flujo de calor desde el sistema más caliente al más frío con el objetivo de igualar la temperatura.

Un sistema con paredes rígidas, impermeables y adiabáticas está aislado y no puede interaccionar con el entorno.

Equilibrio en sistemastermodinámicos
Un sistema aislado está en equilibrio cuando sus propiedades macroscópicas (presión, volumen, temperatura) no cambian con el tiempo. En un sistema no aislado deben cumplirse dos condiciones: que las propiedades del sistema no cambien con el tiempo y que cuando el sistema se aísla de los alrededores no sufra variación alguna en sus propiedades termodinámicas.

Un sistema seencuentra en equilibrio termodinámico cuando se cumplan los siguientes tipos de equilibrios: Equilibrio mecánico: Todas las partes del sistema se encuentran a la misma presión y esta coincide con la de los alrededores. Tanto las fuerzas externas como internas que actúan sobre el sistema están compensadas.
Equilibrio térmico: Todo el sistema y los alrededores están a la misma temperatura.
Equilibriomaterial: No existen reacciones químicas o han alcanzado el equilibrio y no se produce flujo neto de materia desde una parte del sistema a otra o entre el sistema y los alrededores.

Variables termodinámicas o funciones de estado
La termodinámica caracteriza un estado de equilibrio mediante propiedades como volumen, presión, temperatura, composición. Estas magnitudes se conocen como variablestermodinámicas o funciones de estado.

Las propiedades termodinámicas pueden clasificarse en intensivas y extensivas. Son intensivas las que no dependen de la cantidad de materia del sistema (presión, temperatura, composición).

Las extensivas dependen del tamaño del sistema (masa, volumen). Cuando un sistema termodinámico se encuentra en un estado de equilibrio determinado, cada variabletermodinámica tomará un valor concreto característico de ese estado de equilibrio. Si hacemos que el sistema evolucione hacia otro estado de equilibrio, las variables termodinámicas se modificaran.

Las variables termodinámicas también se denominan funciones de estado, ya que su valor depende sólo del estado de equilibrio y no del camino seguido para alcanzarlo. Por ejemplo, las variables...