3.0 Termofisica

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3. TERMOFISICA Calor asociado a cambios físicos de la materia. En sistemas cerrados: Energía Interna es funcin de T! " E # E $ T! " % A &olumen constante! dE # C& dT A 'resin constante! dE # d( ) d* $dE + d* # d, Ental-ía% # calor em-leado en incrementar la energía interna en suministrar la energía e/ui&alente al traba0o mec1nico de e2-ansin. , # , $T! '% d, # C- dT

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  • 3. TERMOFISICACalor asociado a cambios fsicos de la materia.

    En sistemas cerrados: Energa Interna es funcin de T, V E = E ( T, V )

    A volumen constante, dE = Cv dT

    A Presin constante, dE = dQ dW(dE + dW = dH Entalpa) = calor empleado en incrementar la energa interna y en suministrar la energa equivalente al trabajo mecnico de expansin. H = H (T, P)dH = Cp dT

  • CAPACIDAD CALORIFICACapacidad calorfica: C = dQ/dT

    Capacidad calorfica es la cantidad de calor necesario para incrementar la temperatura de un cuerpo en un grado

    Capacidad calorfica molar, calor necesario para incrementar la temperatura de un mol en un grado

    Calor especfico, capacidad calorfica relativa a la unidad de masa independiente del sistema de unidades

    Calor (Q): dQ = Cv dT a V = ConstantedQ = Cp dTa P = ConstanteSegn 1ra ley dQ = dH = Cp dT

  • CAPACIDAD CALORIFICA DE GASESSe puede expresar mediante :

    Ecuaciones empricas de la forma Cp = a + bT +c T (rango 300 1500 K)

    Como dH = Cp dTH = (a + bT +c T) dTCapacidad calorfica media (Cpm) para un intervalo dado de temperaturas:Cpm = H / dTExisten tablas de Cpm para intervalos Ty para calcular entalpa: H = Cpm dT

  • CAPACIDAD CALORIFICA DE SOLIDOS Y LIQUIDOSLey de Dulong y PetitLa capacidad calorfica atmica de slidos en estado cristalizado es constante e igual a 6,2 Cal / at.g - Regla de KoppCapacidad calorfica de un compuesto slido es aproximadamente igual a la suma de las capacidades calorficas de los elementos que lo constituyen.Cp slido lquidoC1,82,8H 2,3 4,3O4,06,0S, P5,47,4Si3,85,8los dems6,2 8,0

  • 4. TERMOQUIMICACambios energticos en reacciones qumicas.

    Calor normal de reaccin: HRx a 1 atmsfera.

    Se asume que Rx. inicia y termina con todos los materiales a la temperatura de 25C

    H Rx = ni Hf productos ni Hf reactivos

    Reacciones incompletas, se calcula HRx solo para productos que se formen a partir de los reactivos que realmente reaccionen. Si las condiciones son diferentes a 25C y 1 atm. Reaccionen o no, deben incluirse todo lo ingresa y todo lo que sale, en los clculos de entalpa.

  • BALANCES DE ENERGIA EN SISTEMAS REACTIVOS A TEMPERATURAS NO ESTANDARLas corrientes de entrada y salida del sistema pueden estar a temperatura diferente de 25 C.

    Un mtodo de solucion indica elegir el estado de referencia a 25C donde se conocen calores de formacin de reactivos y productos.

    Luego calcular el calor de reaccion del sistema en relacion al estado de referencia.

    Calcular los cambios de entalpia para cada corriente que ingresa y sale del estado de referencia hasta la temperatura real del reactivo o producto.

    Determinar el calor de reaccion total segun:H T = H T + HProductos - HReactivos