Termoquimica

Termodinámica
Estudio del calor y sus transformaciones
• •

Energía
capacidad de hacer trabajo o producir calor se representa como Energía = Trabajo + Calor

Termoquímica
Estudio del intercambio de energía en las reacciones químicas

E

=

W

+

q

Termoquímica (Parte 1)

Traducido y adaptad eferencia: Texto: Tro, Nivaldo. Principles of Chemistry. Pearson Education, N.J.2010

Trabajo
•

Clasificación de Energía
•

Resultado de una fuerza actuando a través de una distancia se representa como W

Energía Cinética: producida por un objeto en movimiento movimiento

•

EK = 1/2 mv2
•

Energá Potencial: energía almacenada

Ep = mgh
Pág. 206

1

Energía potencial

Energía cinética

Algunas formas de energía
• • •

Calor y trabajo
En unasuperficie lisa, la energía cinética se transfiere de la primera bola a la segunda, con una pequeña pérdida debido a la fricción. • Calor – flujo de energía causada por un cambio en temperatura.
•

Eléctrica
Energía cinética asociada con el flujo de carga eléctrica

Calor o energía termal
Energía cinética asociada con movimiento molecular

Luz o energía radiante
Energía cinética asociada contransiciones energéticas en un átomo

•
•

Nuclear
Energía potencial en el núcleo del átomo

Química
Energía potencial debido a la estructura de los átomos, el agarre entre los átomos, la posición relativa de cada átomo en la molécula

2

Transferencia de energía Ley de Conservación de energía
Energía no se crea ni se destruye La energía total permanece constante • Toda energía setransfiere a otra de igual magnitud
• •
En un experimento • Sistema –
•

Reactivos y productos, parte específica de interés todo lo demás, el resto del universo

Alrededores

–

Flujo de energía entre sistema y alrededores
•

Signo negativo
Signo positivo

–
–

energía fluye del sistema a los
alrededores (pérdida de energía). energía fluye de los alrededores al sistema(ganancia de energía).

•

Transformación de energía

• • •

No puede crearse ni destruirse Se puede intercambiar entre los objetos. Puede transformarse de una forma a otra. – calor → luz → sonido

• • •

Sistema abierto: Se intercambia materia y energía. Sistema cerrado: Sólo se intercambia energía. Sistema aislado: No hay intercambio de materia o energía.
Pág. 207 – Fig. 6.2

3

Flujoy conservación de energía
La conservación de la energía requiere que el cambio de energía en un sistema y sus alrededores tiene que ser cero.
Energíauniverso = 0 = Energíasistema + Energíaalrededores

Unidad básica de energía: SI
1 Joule = 1 kg m2/s2 1 caloría = 4.184 J 1 L atm = 101.3 J

Pág. 207 – Fig. 6.3

Pág. 207 – Tabla 6.1

Uso de energía

Primera ley de termodinámica Ley deconservación de energía
Cuando la energía se intercambia entre los objetos o se transforma de una forma a otra, toda la energía se mantiene constante. • La cantidad total de energía en el universo antes del cambio tiene que ser igual a la energía total en el universo después del cambio. • No se puede diseñar un sistema que produzca energía sin tener una fuente.
•

Pág. 208 – Tabla 6.2

4Energía interna
Cantidad total de energía cinética y energía potencial que un sistema posee. • Es una función de estado
•
– Depende
–

Función de estado
Una función o propiedad cuyos valores dependen solamente del estado presente (condición) del sistema.
•

solamente de la cantidad de energía en el sistema al principio y al final.
Función de estado – función matemática cuyo resultadodepende de las condiciones iniciales y finales, no del proceso usado. E = Efinal – Einicial Ereacción = Eproductos – Ereactantes

•

el cambio en una función de estado es cero cuando el sistema regresa a su condición original. Para funciones de no estado, el cambio no es cero si regresa a su condición original.

Flujo de energía
•

Flujo de energía
•

Cuando la energía fluye fuera del...