SEMINARIO 7 TERMODINAMICA
La Termodinámica estudia la energía y sus transformaciones. Para su estudio es conveniente repasar los siguientes conceptos:
Universo: nosotros y todo lo que nos rodea
Sistema: porción del universo que se aísla para su estudio
Entorno o alrededores: lo que rodea al sistema.
Los sistemas se clasifican según si intercambian o no materia y energía con sus alrededores en:
Sistema Intercambio de materia Intercambio de energía
Abiertos Si Si
Cerrados No Si
Aislados No No
1- Analice detalladamente cada uno de los siguientes sistemas, clasifíquelos en abiertos, cerrados o aislados
a) Café en un termo de buena calidad
b) Un termómetro con mercurio
c) Nafta que se quema en un motor de un auto
d) Una planta en flor
Cuando un sistema modifica su estado, se modifican cualquiera de sus variables y se produce un proceso termodinámico.
La termodinámica estudia sistemas en equilibrio (mecánico, térmico y químico) (composición constante)
Energía: capacidad para realizar un trabajo, puede tener diferentes formas como energía cinética, potencial, química, etc. Todas las formas de energía pueden transformarse una en otra y pueden producir trabajo.
Calor y Trabajo: Son formas de energía en tránsito, es decir que la energía que se transfiere de un sistema a otro lo hace en forma de calor o de trabajo.
Vamos a adoptar la denominada convención egoísta de signos que considera que “todo lo que entra al sistema es positivo” y “todo lo que sale del sistema es negativo”, o que es positivo todo lo que aumente la energía interna del sistema.
PROCESO SIGNO
Trabajo realizado por el sistema sobre los alrededores –
Trabajo realizado sobre el sistema por los alrededores +
Calor absorbido por el sistema (proceso endotérmico) +
Calor liberado por el sistema (proceso exotérmico) –
Para caracterizar termodinámicamente un sistema necesitamos conocer sus funciones de estado, que son parámetros del sistema cuya variación solo depende de los estados inicial y final.
Algunas ya estudiamos en el tema de gases. como presión (P), temperatura (T), volumen (V).
Ahora veremos: energía interna (E), entalpía (H), entropía (S) y energía libre de Gibbs (G).
Primer principio de la Termodinámica: “La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”
Energía Interna “E”: es la energía total (cinética y potencial) asociada con los enlaces químicos, las atracciones intermoleculares, energía cinética de las moléculas, etc. Es una función de estado, extensiva y depende de la temperatura. Basándonos en la primera ley de la termodinámica, la variación de la energía interna de un sistema que sólo intercambia energía en forma de calor y trabajo:
∆???? = ???? + ???? donde “q” es calor y “w” trabajo
Para un sistema gaseoso, se puede demostrar que:
???? = −???? ∙ ∆ ???? = − ∆???? ∙ ???? ∙ ????
O sea que:
∆???? = ???? − ???? ∙ ∆????
2- a) Considere los siguientes cambios
i. H2O (l) ↔ H2O (g)
ii. 3 O2 (g) ⎯→ 2 O3 (g)
iii. Na2SO4 10 H2O (s)