FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA Química Q.
Física (Gp:) Q. Inorgánica (Gp:) Q. Orgánica
(Gp:) Q. Analítica
FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA Termodinámica
Cinética Q. Q. Cuántica Q. Física
Electroquímica (Gp:) no tiempo (Gp:) no
molécula
FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA Fundamentos de
Termodinámica Principios y Propiedades
Termodinámicas Gases Ideales Propiedades y Cambios
Sustancia Pura Reacciones Químicas Relaciona magnitudes
macroscópicas que pueden medirse experimentalmente, abarca
toda la naturaleza (Gp:) Las moléculas del gas no
interaccionan No ocupan volumen
CONCEPTOS BÁSICOS. SISTEMAS, VARIABLES Y PROCESOS Sistema:
Parte del universo que es objeto de estudio. Entorno,
alrededores, medio ambiente: Resto del universo Tipos de sistemas
Materia Energía Abierto (Gp:) Materia (Gp:) Cerrado (Gp:)
Materia Energía (Gp:) Aislado Puede intercambiar
¿Qué separa el sistema de los alrededores? (Gp:)
Paredes (Gp:) Rígida (Gp:) Móvil (Gp:)
Adiabática (Gp:) Diatérmicas (Gp:) Permeable (Gp:)
Impermeable (Gp:) Semipermeable
Paredes (Gp:) Rígidas (Gp:) Móvil Sistema Cerrado
(Gp:) Diatérmica
(Gp:) Pared permeable (Gp:) Pared semipermeable (Gp:) Pared
impermeable
60ºC 40ºC (Gp:) 60ºC (Gp:) 40ºC (Gp:)
60ºC (Gp:) 40ºC (Gp:) Pared adiabática 50ºC
50ºC (Gp:) Pared diatérmica
Los sistemas se presentan de diferentes formas Þ ESTADOS
caracterizados por VARIABLES termodinámicas (Gp:)
Extensivas (Gp:) Intensivas (Gp:) Tipos de variables (Gp:) No
dependen de la cantidad de materia del sistema Ej: T, P, r No son
aditivas (Gp:) Dependen de la cantidad de materia del sistema Ej:
m, V Son aditivas Variable = Propiedad Termodinámica =
Función de Estado No dependen de la historia
Si las propiedades macroscópicas intensivas a lo largo de
un sistema son idénticas el sistema de denomina
homogéneo Si por el contrario estas propiedades no son
idénticas el sistema se denomina heterogéneo
Un sistema heterogéneo puede constar de varios sistemas
homogéneos a estas partes se les llama fases En este caso
tenemos tres fases, la sal no disuelta, la solución y el
vapor de agua
Funciones de estado (Gp:) Al asignar valores a unas cuantas, los
valores de todaslas demás quedan automáticamente
fijados. Cuando cambia el estado de un sistema, los cambios de
dichas funciones sólo dependen de los estados inicial y
final del sistema, no de cómo se produjo el cambio. DX =
Xfinal –Xinicial (Gp:) Si X es función de estado se
cumple Altura = función de estado distancia recorrida
no
Ecuaciones de estado: Relacionan funciones de estado. Se
determinan experimentalmente ej: o Ecuación de estado del
gas ideal Cuando se especifica la temperatura y la presión
de un mol de gas ideal, el volumen sólo puede adquirir un
valor, dado por la ecuación de estado PV = nRT
V=?T+?T2+….- ?P+?P4…
EQUILIBRIO La termodinámica estudia sistemas en equilibrio
(o procesos reversibles) (Gp:) Equilibrio térmico (Gp:)
Temperatura constante en todos los puntos del sistema (Gp:)
Equilibrio mecánico (Gp:) Todas las fuerzas están
equilibradas (Gp:) Equilibrio material (Gp:) No hay cambios
globales en la composición del sistema, ni transferencia
de materia no se observan variaciones macroscópicas con el
tiempo
Trayectoria = Camino que sigue el sistema cuando su estado , las
funciones de estado, cambia con el tiempo ß PROCESO
termodinámico (Gp:) Tipos de procesos Isotermo (T = cte)
Isobaro (P = cte) Isocoro (V = cte) Adiabático (Q = 0)
Cíclico (estado final = estado inicial) (Gp:) Irreversible
(Gp:) Reversible (Gp:) (sistema siempre infinitesimalmente
próximo al equilibrio; un cambio infinitesimal en las
condiciones puede invertir el proceso) (Gp:) (un cambio
infinitesimal en las condiciones no produce un cambio de sentido
en la transformación).
TEMPERATURA [K] [ºC] La temperatura es una propiedad
intensiva del sistema, relacionada con la energía
cinética media de las moléculas que lo constituyen.
Su cambio supone el cambio repetitivo y predecible en otras
propiedades del sistema, lo que permite asignarle un valor
numérico
Principio cero de la termodinámica Cuando dos sistemas A y
B están en equilibrio térmico con un tercero C, A y
B también están en equilibrio térmico entre
si PRESIÓN Fuerza que se ejerce por unidad de área
Unidades 1 Pa = 1 N/m2 1 bar = 105 Pa = 750 mmHg 1 at = 1,01325
bar = 760 mmHg
Algunas cosas sobre derivadas parciales En termodinámica
se trabaja con funciones de dos o más variables Sea z una
función de las variables x e y, y supongamos que queremos
saber como varia z cuando varían x e y, eso lo expresamos
como A partir de esta ecuación se pueden obtener tres
identidades útiles entre derivadas parciales
Primera Si y=cte y divido por dz
Segunda Para un proceso infinitesimal en el que z permanece
constante Divido por dyz multiplico por
Tercera Una función de dos variables independientes tiene
las siguientes derivadas parciales