Termodinamica 3ero
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TERMODINÁMICA
3° medioRocío Estragues
Bióloga Ambiental, Universidad de Chile
CONCEPTOS IMPORTANTES Sistema + Entorno= Universo
Termodinámica Energía Variable de Estado (intensivas y extensivas) Función de Estado Proceso Termodinámico (Isotérmico, isocórico,
isobárico, adiabático, reversible, irreversible y ciclico)
CALORIMETRÍA: CALOR ESPECÍFICO Calor Específico(s): Se define como la
cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de la unidad de masa de un elemento o compuesto en un grado Celsius. Medido en J·g-1·K-1.
El calor específico del agua es de 4,180 J·g-1·K-1.
Calor cedido o absorbido
Q = m·s·ΔT
EJERCICIO: CALOR LIBERADO El Aluminio se caracteriza por ser un
metal versátil, es maleable, un excelente conductor de la electricidad, además posee un elevado calor especifico (s). Calcula la cantidad de calor liberado por una lamina de aluminio, cuya masa es 243g y su calor especifico 0,900 J/g°C, si se enfria desde 60°C hasta 5°C
CALORIMETRÍA: CAPACIDAD CALORÍFICA (C) Cantidad de calor que se requiere para
elevar en un grado Celsius la temperatura de una cantidad de sustancia. Unidades (J/°C)
C = m·s
EJERCICIO: CAPACIDAD CALORÍFICA El Hierro al rojo vivo esta a una
temperatura más alta que su entorno transfiriendo energía rápidamente y calentándolo. Para que un gramo de hierro se vuelva rojo se debe aplicar 333 J de energía
Comparar la capacidad calorífica molar del Hierro, cuyo calor especifico es 0,444 J/g°C, y del oro, cuyo calor especifico es 0,129 J/g°C.
EJEMPLO CALORIMETRIA
LEYES DE LA TERMODINAMICA La Energía no se crea ni se destruye, si
no que se transforma
Energía interna U es Función de estado.
∆ U = Q + WW=-P∆ · V
EJERCICIO CALCULO DE TRABAJO
ENTALPIA Función de Estado que permite medir
cambios de energía en forma de calor cedido o absorbido. Y es una propiedad extensiva (su magnitud depende de la cantidad de materia)
∆H= ∆U+P·∆V
ENTALPIAIntercambio de calor en reacciones químicas; Entalpia de Reacción:
Se utilizan los valores de entalpias de Formación ΔHf que son el calor absorbido o cedido durante la formación de compuestos bajo condiciones estándar (1atm, 273°K)
También se puede utilizar las entalpias de enlace
∆H= Hproductos-Hreactivos
ENTALPIA∆H<0 Proceso Exotérmico∆H>0 Proceso Endotérmico
EJERCICIOS ENTALPIA Calcular la variación de entalpia de
formación estándar del metano ΔHf CH4, si la entalpia de combustión libera -802,4 kj/mol.
ΔHf H20 =-241,8 Kj/molΔHf CO2=-393,7 KJ/mol
EJEMPLO ENTALPIA:DESAFÍO
LEY DE HESS Permite calcular la Variación de entalpia
de una reacción a partir de las etapas individuales que la componen.
La entalpia de la reacción global es la suma algebraica de las entalpias de las etapas en que la reacción puede ser dividida
EJEMPLO :LEY DE HESS.
LEY DE HESS, DESAFÍO
SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA Explica porque procesos se ven
favorecidos en cierta dirección. Es decir hacia donde se desplaza el equilibrio.
Una reacción que sí ocurre bajo ciertas condiciones se llama reacción espontanea
Una reacción puede ser espontanea ya sea exotérmica o endotérmica
Idea Maquinas térmicas (libro)
ENTROPIA (S) Es una función de estado que es una
medida de la aleatoriedad o del desorden de un sistema Unidades de medida: J/°K o Cal/°C
¿CUANDO UNA REACCIÓN ES ESPONTANEA? Entropía del sistema termodinámico
ΔS sistema =Q/T
Si la entropía del universo es:ΔS universo = ΔS sistema + ΔS entorno
ΔS universo >0 aumenta el desorden y es espontaneo
ΔS universo <0 se ordena el sistema y no es espontaneo
ΔS universo =0 existe equilibrio
Entropía del sistema termodinámicoΔS sistema =Q/T
ΔS° sistema= S° productos –S° reactivos
Se utilizan entropías estándar S
EJERCICIO ENTROPÍA
EJERCICIO ENTROPÍA
EN CONCLUSIÓN
TERCERA LEY DE TERMODINAMICA La entropía de una sustancia cristalina
perfecta es cero a la temperatura del 0°K llamado cero absoluto (-273,15°C)
ENTROPÍA DE LOS ALREDEDORES Cuando hay un proceso exotérmico,
aumenta la temperatura en los alrededores por lo que aumentaría el desorden de las moléculas. (mayor entropía)
Cuando es endotérmico se absorbe energía del entorno, por lo que las moléculas están más ordenadas (menor entropía)
EJEMPLO ENTROPÍA ALREDEDORES
ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Es una función de estado que
representa la energía disponible para realizar trabajo. Y determina si una reacción es espontanea en una dirección o en otra
Considerando la entalpia y entropía del sistema
EN SINTESÍS
EJERCICIO ENERGÍA LIBRE DE GIBBS