TERMODINAMICA

Sistemas• Parte pequeña del universo que se aísla para

someter a estudio.• El resto se denomina ENTORNO.• Pueden ser:

– Abiertos (intercambia materia y energía).– Cerrados (no intercambia materia y sí energía).– Aislados (no intercambia ni materia ni energía).

• En reacciones químicas...SISTEMAS = Sustancias químicas

Primera ley de la Termodinámica

• La primera ley no es otra cosa que el principio de conservación de la energía aplicado a un sistema de muchísimas partículas. A cada estado del sistema le corresponde una energía interna U. Cuando el sistema pasa del estado A al estado B, su energía interna cambia en

ΔU=UB-UA

• Supongamos que el sistema está en el estado A y realiza un trabajo W, expandiéndose. Dicho trabajo mecánico da lugar a un cambio (disminución) de la energía interna de sistema

ΔU=-W

• También podemos cambiar el estado del sistema poniéndolo en contacto térmico con otro sistema a diferente temperatura. Si fluye una cantidad de calor Q del segundo al primero, aumenta su energía interna en

ΔU=Q

• Todo estos casos, los podemos resumir en una única ecuación que describe la conservación de la energía del sistema.

U=Q-W

• Así, la Primera Ley (o Primer Principio) de la termodinámica relaciona magnitudes de proceso (dependientes de éste) como son el trabajo y el calor, con una variable de estado (independiente del proceso) tal como lo es la energía interna.

• La ecuación general para un sistema abierto en un intervalo de tiempo es:

in representa todas las entradas de masa al sistema.out representa todas las salidas de masa desde el sistema.

Entalpía

• La mayor parte de los procesos donde hay transferencia de calor que nos interesan ocurren en sistemas abiertos en contacto con la atmósfera( constante)

• El flujo de calor a presión constante, se denomina cambio de entalpía. De este modo la primera ley se puede expresar

ΔU=ΔH-W

Segundo principio de la Termodinámica.

• “En cualquier proceso espontáneo la entropía total del universo tiende a aumentar siempre”.

• Suniverso = Ssistema + Sentorno 0

• A veces el sistema pierde entropía (se ordena) espontáneamente. En dichos casos el entorno se desordena.

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ENTROPIA

• Medida del desorden de un sistema. Cuánto más desordenado está un sistema, mayor es el valor de su entropía.

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Tercer principio de la Termodinámica

• “La entropía de cualquier sustancia a 0 K es igual a 0” (máximo orden).

• Equivale a decir que no se puede bajar de dicha temperatura.

• ¡CUIDADO! Las S de los elementos en condiciones estándar no son 0 sino que es positiva.

• En procesos reversibles y a temperatura constante y si el proceso químico se produce a presión constante:

• Hsistema – Hsistema Ssistema = ——— ; Sentorno= ———— T T

• S0 (entropía molar estándar) se mide en J·mol–1·K–1.

Sreacción se mide en J·K–1.