Resumen de TERMOQUIMICA
Para empezar, la termodinámica es la rama de la f ísica que se encarga del estudio del flujo de calor dentro de un sistema determinado. Para su estudio es necesario entender los siguientes conceptos: 1°- Sistema: a) abierto b) cerrado c) aislado 2°- Entorno 3°- Limite o Frontera F rontera 4°- Leyes de la Termodinámica
1°- a) Sistema abierto: es aquel en el e l que se admite intercambio de materia como también de energía, es decir, puede intercambiarse con el entorno todo lo que está dentro del sistema. Por ejemplo, una copa de vino, una sala de clases, etc.
b) Sistema cerrado: es en el cual solo se permite el intercambio energético, pero el de
materia no está permitido, es decir, solo hay flujo energético. Por ejemplo, una caja de jugo tetra pack( esta se ve afectada por la temperatura del medio, pero no se puede agregar materia, ya que si la abres pasaría a ser un sist. Abierto).
c) Sistema aislado: es el sistema en el que no se admite flujo de energía ni de materia, es
decir, esta herméticamente sellado. El ejemplo más típico es termo.
y
Sistemas abiertos, cerrados y aislados
2°- Entorno:Dentro del universo, el entorno correspondería a todo aquello q se encuentra fuera del sistema, y con el que realiza tanto intercambios de energía como de materia si es posible; también suele llamársela AMBIENTE.
3°-Limite o Frontera: La frontera se define como el lugar en el cual se
produce el intercambio de energía o materia entre el entorno y el sistema. Algunos autores y/o profesores consideran a la frontera como parte del sistema. En el ejemplo de la copa de vino, podemos definir claramente estos elementos: el universo vendría ser el UNIVERSO en si; el entorno vendría a ser la todo lo que se encuentra fuera de la copa, es decir, el medio en el que se encuentre dicha copa, puede ser una habitación, etc; el sistema seria el vino contenido más la copa que lo contiene que sería la frontera (la decisión de incluir o no la frontera como parte del sistema queda a criterio del profe).
4° Leyes de la Termodinámica
En termodinámica podemos distinguir tres leyes fundamentales, pero además de ello también se puede encontrar una denominada Ley Cero de la Termodinámica. Este consiste básicamente en el EQUILIBRIO TERMICO, y establece que cuando un cuerpo A entra en contacto con un cuerpo B, ambos de distinta temperatura, ellos alcanzan el equilibrio térmico desplazándose el calor desde el cuerpo que posea un mayor grado de concentración de este hasta en donde haya menos; luego un cuerpo C toca ambos aplicándose lo mismo, quedando todos con igual temperatura.
Primera ley de la Termodinámica
Esta nos plantea que la energía total del universo SIEMPRE se mantiene CONSTANTE, y queda expresada en la siguiente frase de Newton:
La energía no se crea ni se destruye, tan solo se transforma
=>Análogamente coincide con la definición que entrego Lavoisier con respecto a la materia. Esta ley queda expresada en la siguiente ecuación matemática:
U= Energía interna Q= Cantidad de Calor W= Trabajo realizado por o sobre el sistema
=>Solo como referencia, para química se emplea bastante poco en cursos básicos.
Segunda Ley de la Termodinámica
La segunda ley de la termodinámica hace referencia a la tendencia al desorden que se encuentra dentro del universo; químicamente hablando la tendencia al desorden recibe el nombre de ENTROPIA, y esta aumenta cuando el estado de excitación de las moléculas aumenta, es decir: Entropía(solido)< Entropía(liquido)
La Segunda Ley de la Termodinámica, queda expresada por:
La cantidad de Entropia (desorden) del universo tiende a incrementarse con el correr del tiempo
Nota: El estado de mínima entropía se consigue a los 0 K (-273,3°C), formando un cristal PERFECTO.
Podemos expresar la entropía numéricamente:
Tercera Ley de la Termodinámica
Sin entrar en muchos detalles con esta, asumiremos que queda descrita por: No se puede alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas
=>Cero absoluto= 0 K = -273,3 °C
En un proceso termodinámico resulta IMPOSIBLE medir con exactitud la energía en un determinado punto, por ello solo se puede calcular la energía de la reacción con solo saber la energía inicial de esta y la energía final, quedando dada por la sgte. expresión:
Entalpia
Del despeje de la ecuación: Se puede llegar a otra teniendo en cuenta una serie de factores que obviaremos, quedando la sgte. Expresion como rssultado:
Donde:
U es la energía interna. P es la presión del sistema. V es el volumen del sistema. H es la Entalpia
La entalpía es una función de estado cuantificable; la entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente, en cambio la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida. La entalpía se puede aplicar únicamente a cuerpos a presión constante.
Como dijimos que la Entalpia es una función de estado también puede determinarse de la sgte. manera:
A partir de este concepto podemos deducir las siguientes situaciones: 1° H > 0 Es una reacción endotérmica
2° H = 0 La reacción está en equilibrio 3° H < 0 Es una reacción exotérmica
y
Grafica
de una reacción exotérmica. Notar que la energía de los
productos es menor que la de los reactivos, ¿Dónde quedó esa energía? Por
primera ley de la termodinámica se ha
transformado y ha sido liberada en forma de calor. La reacción seria:
A + B C + D + Calor
Representación grafica de una reacción endotérmica. Se puede apreciar que la energía de los reactivos es menor que la de los reactivos, por lo que se puede decir que la reacción requiere de energía para poder llevarse a cabo, siendo su ecuación química de la forma:
A + B + Calor C + D
y
Energía de Activación: Corresponde a la energía necesaria para que un
sistema pueda iniciar una reacción química especifica; esta varía dependiendo de la reacción química que se esté llevando a cabo. Si no se alcanza dicho punto, la reacción no se puede llevar acabo.
PD: Creo que hasta aquí te puedo ayudar por hoy, te dejo pendiente el tema de la Ley de Hess y el de la Energia libre de Gibss, cualquier duda o inquietud házmela saber durante el fin de semana por ahora estoy muerto de sueño, van a ser las 3:00 am y espero te sirva todo lo que trate de resumir suerte! tkm!
