TERMODINAMICA ¡NUEVO TEMA!
Sistema
Un SISTEMA es la parte del universo que estamos estudiando, Lo que rodea al sistema lo llamamos ENTORNO.
Los Sistemas se clasifican en dos tipos:
- Abiertos: Intercambia materia y energía con el entorno
- Cerrados: Intercambia energía (pero no materia) con el entorno
- Aislados: No intercambia ni energía ni materia.
O
- Homogéneos: Son los que constan de una sola fase, porque todas las sustancias que intervienen en el, o son todas gaseosas, o son todas disoluciones acuosas. [CO (gas) + 02 (gas) --> CO2 (gas)]
-Heterogéneos: Son los que contienen más de una fase. [CaCO3(solido) --> CaO(solido) + CO2 (gas)]
Estado de un sistema. Funciones de Estado.
El estado de un sistema es el que nos indica su composición, situación, o energía en un momento dado. Y para describirlo se necesitan unas variables como la presión, la temperatura, el volumen, la densidad. Etc. A las que se les llama VARIABLES DE ESTADO.
Si estas variables tienen un valor que depende únicamente del sistema sin tener en cuenta como se ha llegado a ellas se les llama FUNCIONES DE ESTADO. Y se caracterizan porque dependen únicamente de su punto inicial y de su punto final.
Equilibrio y transformaciones termodinámicas.
Decimos que un sistema está en equilibrio cuando cumple los tres equilibrios siguientes:
- Equilibrio Químico: Cuando la composición del sistema no varía a lo largo del tiempo.
-Equilibrio Mecánico: Cuando no existe movimiento observable dentro del sistema.
-Equilibrio Térmico: Cuando la temperatura es la misma en todos los puntos del sistema.
Hay dos tipos de transformaciones:
- Irreversibles: Son aquellas en las que mientras dura la transformación al menos en algún momento no existe equilibrio.
-Reversibles: Son aquellas que se realizan a través de una serie continua de estados de equilibrio.
O
- Adiabáticas: Aquellas en las que no existe transferencia de calor entre el sistema y el entorno.
- Isocoras: Aquellas en las que no existe variación de volumen en el sistema.
- Isobaras: Aquellas que se producen sin que se varíe la presión, se producen a presión constante.
- Isotérmicas: Aquellas que se producen a temperatura constante.
1º Principio de la termodinámica: En este principio estable la conservación de la energía. Es decir la energía no se crea ni se destruye, solo se transforman.
Por eso, este primer principio, dice lo siguiente: El calor absorbido o desprendido por un sistema se utiliza en variar su energía interna y en realizar un trabajo.
Q = AU + W
La energía interna de un sistema se define como la energía interna del mismo estudiada por un observador que se encuentra dentro del sistema. Y comprende todas las energías de los componentes del sistema (energía de traslación, energía de rotación de las moléculas, energía de rotación del sistema, traslación y vibración de los electrones…)
W = PAD
Si el proceso es adiabático, como el calor es cero, entonces la energía interna es igual al trabajo.
Adiabático --> Q=o à AU =W
Volumen= cte --> Qv = AU
W=O
Entalpía.
Definimos la Entalpía de un sistema como su energía estudiada por un observador que se encuentra fuera del sistema. Y es el calor intercambiado en un proceso químico cuando este se realiza a presión constante.
H = Entalpía
AH = Qp (presión constante)
Se relaciona con la energía interna mediante esta fórmula:
AH = AU + p x AV ó AH = AU + An x R x T
Siendo incremento de “n” la variación de número de moles gaseosos entre productos y reactivos.
Entalpía de Reacción Estándar.
Se define como la variación de Entalpía cuando los reactivos se convierten en productos, estando unos y otros en sus estados estándar, es decir, si el elemento compuesto es una sustancia sólida o líquida, debe encontrarse en estado puro a la presión de 1bar (105 pascales) y a la temperatura de 25ºC.
Si se trata de un gas el estado estándar será el gas en estado ideal, cuando la presión es 1 bar (105 pascales) y 25ºC de temperatura.
La entalpía estándar se representa con un cero arriba, AH0, y es igual a la entalpia estándar de los productos menos la entalpía de los reactivos, multiplicadas cada uno por el número de moles.
AH0 = np ∑ H0 productos - np ∑ H0 reactivos
Esta definición emana de la propiedad que poseen las entalpias de ser una función de estado, es decir, que solo dependen del estado inicial y final del sistema.
Entalpía de formación.
Es la energía de reacción estándar correspondiente a la formación de un mol de un compuesto a partir de sus elementos en sus estados estándar.
IMPORTANTE: la entalpía de formación de los elementos en su forma más estable es igual a cero.
IMPORTANTE: Cuando la entalpía de una reacción es mayor que cero, la reacción es ENDOTERMICO (que necesita calor para realizarse). Cuando la entalpía de una reacción es menor que cero, la reacción es EXOTÉRMICA (desprende calor para realizarse)
AH0r > 0 Endotérmica.
AH0r <>
