Monografias.com > Física
Descargar Imprimir Comentar Ver trabajos relacionados

Calorimetría y Termoquímica




Enviado por Pablo Turmero



Partes: 1, 2


    Monografias.com

    1
    El estudio de la energía y sus transformaciones se conoce como termodinámica
    Termodinámica
    La termoquímica es la parte de la termodinámica que estudia las relaciones entre las reacciones químicas y los cambios de energía.
    (termodinámica = posibilidad de ocurrencia;cinética = tiempos reales de ocurrencia)
    (Del griego: calor y potencia)

    Monografias.com

    2
    Sistema: una parte limitada y bien definida del universo objeto de estudio.

    Entorno o medio exterior : todo lo demás que rodea al sistema

    (Gp:) Entorno
    (Gp:) Energía
    (Gp:) Sistema

    Universo = sistema + entorno
    Sistema

    Monografias.com

    3
    Adiabático: No hay transferencia de calor por las paredes
    (Gp:) Abierto
    (Gp:) Cerrado
    (Gp:) Aislado

    Abierto: puede intercambiar energía y masa
    Cerrado: puede intercambiar energía pero no masa
    Aislado: No intercambia energía ni masa
    Para una descripción mas completa del sistema :
    Descripción del contorno o de los limites. Interacciones con el entorno: paso de materia y energía

    Monografias.com

    4
    Un sistema termodinámico se analiza mediante tres variables termodinámicas o coordenadas termodinámicas:

    Temperatura
    Presión
    Volumen
    Un sistema está en EQUILIBRIO, cuando las variables termodinámicas permanecen constantes
    Puedo perturbar un sistema en equilibrio ingresando calor o haciendo trabajo. Durante este proceso transitorio, se produce un cambio de las variables y nosotros estudiamos el “nuevo estado de equilibrio”.

    Monografias.com

    5
    Equilibrio MECÁNICO: cuando la sumatoria de todas las fuerzas exteriores es nula
    Proceso reversible: cuando en cada paso está en equilibrio con el entorno
    Proceso irreversible: son los procesos reales fuera del equilibrio
    Equilibrio TERMICO: cuando la temperatura del sistemas es igual a la del entorno.
    Equilibrio QUÍMICO: cuando la reacción llega al equilibrio
    EQUILIBRIO TERMODINÁMICO

    Monografias.com

    6
    Energía
    Capacidad para realizar trabajo o de transferir calor.
    Trabajo [W] : es la energía que se usa para hacer que un objeto se mueva contra una fuerza.

    Calor [Q] : Es la energía que se transfiere de un objeto más caliente a uno más frío (debe haber una diferencia de temperatura)

    Monografias.com

    7

    Unidades de energía:

    Unidades SI: Joule (J) (kg m2/s2)

    1 cal = 4,184 J
    1 J = 107 erg = 0,24 cal = 9,9×10-3 l.atm

    R = 8,31J/(K.mol) = 8,31×107 erg /(K.mol) =
    = 2 cal /(K.mol) = 0,082 l.atm /(K.mol)

    Monografias.com

    8
    Formas de energía:

    Energía cinética: energía que poseen los cuerpos o moléculas debido a su en movimiento.
    Energía potencial: energía que poseen los cuerpos o moléculas debido de su posición en un campo de fuerza.

    Energía Térmica: se debe al movimiento de las partículas que constituyen la materia. Un cuerpo a baja temperatura tendrá menos energía térmica que otro que esté a mayor temperatura.
    Energía Química: Energía de enlace, es la energía potencial almacenada en los enlaces químicos de un compuesto. Las reacciones químicas liberan o absorben esta forma de energía
    Otras Energías: electromagnética, nuclear
    La energía total de un sistema es la suma de todos los tipos de energía

    Monografias.com

    9
    Energía interna (U)
    La energía total de un sistema es la suma de todas las energías cinética y potencial de sus partes componentes de todas sus partes componentes (rotaciones, vibraciones internas del núcleo y de los electrones de cada átomo) y se denomina energía interna (U).

    No se puede determinar la energía exacta de un sistema, pero si se puede medir el cambio de energía interna que acompaña un proceso.

    ?U = Ufinal – Uinicial

    Monografias.com

    10
    Primera ley de la termodinámica
    También llamada ley de la conservación de la energía.
    “La energía se conserva”

    “La energía puede convertirse de una forma en otra, pero
    no puede crearse ni destruirse”.

    Monografias.com

    11
    La realización de trabajo de las fuerzas exteriores o el intercambio de calor son las maneras de transferir la energía (sistema-entorno) y cambiar la energía interna del sistema.
    Expresión de la Primera Ley de la Termodinámica
    ?U = Q + W
    (Gp:) Entorno
    (Gp:) Energía
    (Gp:) Sistema

    Energía Interna
    La energía de un sistema aislado es constante. Para un sistema que no es aislado:
    dU = dQ + dW
    En forma diferencial:

    Monografias.com

    12

    DU = Ufinal – U inicial ,

    Las cantidades de DU poseen un número y una unidad,
    que dan la magnitud del cambio y un signo que da la
    dirección.

    Ufinal < U inicial ,sistema perdió energía al entorno
    Ufinal > U inicial , sistema ganó energía del entorno
    DU < 0
    DU > 0
    La energía interna de un sistema aislado es constante

    Monografias.com

    13
    Convención egoísta

    Sistema
    DU>0
    Calor Q>0
    Trabajo W>0
    El signo de la variación de energía interna depende
    de los signos de Q y W
    ?U = Q + W
    Q> 0: se transfiere calor del entorno al sistema
    Q < 0: se transfiere calor del sistema al entorno
    W > 0: el entorno efectúa trabajo sobre el sistema
    W < 0: el sistema efectúa trabajo sobre el entorno
    Todo lo que entra al sistema es positivo

    Monografias.com

    14
    Funciones de estado
    (Gp:) Energía interna, U

    El valor de una función de estado no depende de la historia específica de la muestra, sólo de su estado (T, P).
    La energía interna es una función de estado extensiva porque depende de la cantidad total de materia del sistema.

    La temperatura es una función de estado intensiva.

    El trabajo y el calor no son funciones de estado

    Monografias.com

    15
    Un sistema puede realizar dos clases de trabajos:

    Trabajo de expansión: es el realizado contra una fuerza externa.
    Ej: gas que se expande en un cilindro con un pistón que empuja contra la atmósfera y así realiza trabajo.

    Trabajo de no expansión: todo trabajo distinto al debido a la expansión contra una presión opuesta.
    Ej: el trabajo eléctrico (empujar a los electrones a través de un circuito eléctrico) es la base de la generación química de la energía eléctrica (electroquímica).
    Trabajo (W)

    Monografias.com

    16
    (Gp:) P=F/A
    (Gp:) P=F/A
    (Gp:) hi
    (Gp:) hf
    (Gp:) Dh

    Trabajo de expansión
    Estado inicial
    A
    Estado final
    El trabajo de expansión es realizado por un gas contra una fuerza externa
    w = F x distancia
    F= Pext . A
    Dh = hf –hi
    W = Pext.A (hf-hi)
    W = Pext (A.hf- A.hi)
    W = Pext (Vf- Vi)
    W = Pext ?V
    Trabajo realizado sobre el entorno por un gas que se expande contra una presión de oposición constante es Pext ?V
    En forma diferencial:

    Partes: 1, 2

    Página siguiente 

    Nota al lector: es posible que esta página no contenga todos los componentes del trabajo original (pies de página, avanzadas formulas matemáticas, esquemas o tablas complejas, etc.). Recuerde que para ver el trabajo en su versión original completa, puede descargarlo desde el menú superior.

    Todos los documentos disponibles en este sitio expresan los puntos de vista de sus respectivos autores y no de Monografias.com. El objetivo de Monografias.com es poner el conocimiento a disposición de toda su comunidad. Queda bajo la responsabilidad de cada lector el eventual uso que se le de a esta información. Asimismo, es obligatoria la cita del autor del contenido y de Monografias.com como fuentes de información.

    Categorias
    Newsletter