LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA · ESPONTANEIDAD. 1 NECESIDAD DE UNA SEGUNDA LEY. Cambio...
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LA SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA LA ENTROPÍA: EL DESORDEN SIEMPRE TRIUNFA
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LA SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINÁMICA
LA ENTROPÍA: EL DESORDEN
SIEMPRE TRIUNFA
¿Por qué unos procesos ocurren en un sentido
y no en el contrario?
¿ En que dirección ocurren los procesos ?
Un cuerpo caliente se enfría hasta alcanzar la temperatura de los alrededores, pero no se calienta espontáneamente a sus expensas.
Un gas se expande y llena un volumen disponible, pero no se contrae espontáneamente a un volumen menor.
Si se agrega una solución de nitrato de plata a una solución de NaCl, se forma espontáneamente un precipitado de AgCl. El proceso contrario no ocurre.
ESPONTANEIDAD.
NECESIDAD DE UNA SEGUNDA LEY. 1 Cambio espontáneo: Aquél que tiende a ocurrir sin
necesidad de ser impulsado por una influencia externa.
Procesos
espontáneos no espontáneos
ocurren no ocurren
trabajo
En condiciones habituales de laboratorio, U y
H no son útiles para predecir la
espontaneidad de un proceso.
Segunda Ley de la Termodinámica
Todo proceso espontáneo implica un aumento de
entropía del universo
La entropía puede considerarse como una medida del desorden
S
Sólido Líquido Gas
S S
Soluto
+
Disolvente
Disolución
S
¿Por qué gana el desorden?
Todo es cuestión de probabilidad
• Todo proceso espontáneo es irreversible
• Todo proceso espontáneo va acompañado por
una dispersión de la energía hacia una forma
más desordenada
• Todo proceso espontáneo implica un
aumento de entropía del universo
Entropía y espontaneidad (1)
Entropía y espontaneidad (2)
La energía del universo es constante, la
entropía aumenta hacia un máximo
En los procesos espontáneos hay un
aumento de entropía del universo.
La entropía de un sistema aislado aumenta
en un proceso irreversible y permanece
constante en un proceso reversible. La
entropía nunca disminuye.
Entropía y espontaneidad (3)
Es imposible transferir calor de un cuerpo de
menor temperatura a un cuerpo de mayor
temperatura, sin invertir trabajo en el proceso
Espontáneo
No Espontáneo
En procesos espontáneos hay aumento del
desorden. Para disminuir el desorden (crear orden)
es necesario efectuar trabajo.
ENTROPIA
∆Su > 0
Espontaneidad
Irreversibilidad Desorden
Probabilidad
Cálculo de la entropía (1)
• Un sistema o cuerpo que experimenta un proceso
• Un sistema y su entorno
S = Sf - Si
Su = Ss + Se
Su = 0
Su 0
reversible
irreversible
• Durante un cambio de fase:
S = H
T
Cálculos de la entropía
1.- Si el calor molar de fusión del agua es 1436 cal/mol,
calcular la variación de entropía para transformar 1 mol de
H2O(s) a 0 °C en 1 mol de agua liquida a 0 °C y 1 atm.
∆S= 1436 cal/mol
273 K
∆S= 5,26 cal/K.mol
Debido a que el proceso ocurre
a presión Constante Q=∆H
Cálculos de la entropía
2.-Calcula la variación de entropía que se produce en la
combustión del metanol. Datos: S° CH3OH (l) = 126.8 J/mol K
S° CO2 (g) = 213.4 J/mol K S° O2 (g) = 204.8 J/mol K
S° H2O(g) = 188.7 J/mol K.
Cálculos de la entropía
3.- Calcula la variación de entropía para la reacción de síntesis
del amoníaco: N2 + 3H2 --> 2NH3 Datos: S° N2 (g) = 191.5
J/mol K S° H2 (g) = 130.7 J/mol K S° NH3 (g) = 192.3 J/mol K
Cálculos de la entropía
4.- Calcular la variación de entropía que acompaña la
transformación de un mol de Br2 liquido en vapor, si el punto
de ebullición es de 58,78 °C y su calor de vaporización es de
46,4 cal.
Cálculos de la entropía
5.- La variación de entropía que corresponde a la
transformación de un mol de benceno sólido a líquido es de
8,27 cal/K.mol a 5,04 °C. Calcular el calor molar de fusión del
benceno.
Cálculos de la entropía
6.- Calcula la variación de entropía para la reacción:
CaCO3 (s) → CaO (s) + CO2 (g)
S° CO2: 213,6 J/K.mol S° CaO: 39,7 J/K.mol
S° CaCO3: 92,7 J/K.mol
