Historia de la quimica
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UNIDAD 3: Introducción a la termodinámica
PROF. Andrea Mena T. NM3
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Nociones Básicas de Nociones Básicas de TermodinámicaTermodinámica
La termodinámica es una rama de la ciencia que nació a mitad del siglo XIX:
Se basa en 2 principios Fundamentales:1.La energía del universo es constante.2. El desorden del universo aumenta
constantemente.
Estudia Reacciones entre calor y
Otras clases de Energía
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Conceptos BásicosConceptos Básicos1- Energía: Capacidad de un Sistema
para producir un trabajo.
Sistema T° y P°(Dada)
La “E” es medible Macroscópicamente
“E” almacenada ENERGÍA INTERNA
(U)
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2- Calor (q): Energía que se transmite de un sistema a otro como consecuencia de una diferencia de temperatura.
CALOR
Conducción
Convección
Radiación
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Conducción Conducción
• Flujo de calor a través de medios sólidos por la vibración interna de las moléculas y de los electrones libres y por choques entre ellas.
El calor fluye desde el objeto más caliente hasta
más frío, hasta que los dos objetos
alcanzan a la misma temperatura.
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Convección Convección • Se da en líquidos y Gases.• La convección tiene lugar cuando
áreas de fluido caliente ascienden hacia las regiones de fluido frío. Cuando esto ocurre, el fluido frío desciende tomando el lugar del fluido caliente que ascendió.
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Radiación Radiación
• Transferencia de calor que no precisa de contacto entre la fuente y el receptor del calor.
• Por ejemplo, podemos sentir el calor del Sol aunque no podemos tocarlo. El calor se puede transferir a través del espacio vacío en forma de radiación térmica.
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3- Trabajo (w): acción de modificar un sistema o sus alrededores.
S. Inicial
S. Final
Q
W
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Sistema y EntornoSistema y Entorno
• Sistema: Es lo que se desea estudiar, una parte especifica del universo.
• Entorno: Es lo que rodea al sistema y es donde se produce el intercambio con el sistema.
• Universo: Conjunto de sistema y entorno.
Sistema
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Tipos de SistemasTipos de Sistemas• Sistema Abierto: Intercambia Intercambia
materia y energía.materia y energía.• Sistema Cerrado: Intercambia Intercambia
sólo energía y no materia.sólo energía y no materia.• Sistema Aislado: No intercambia No intercambia
materia ni energía. materia ni energía.
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1° LEY DE LA TERMODINAMICA1° LEY DE LA TERMODINAMICA
• Julius Meyer y James Joule: Enunciaron el “PRINCIPIO DE CONSERVACION DE ENERGÍA”
“E” Universo es Constante
“E” no se crea ni se Destruye
Se transfiere de un Sist. Cerrado Y su entorno
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• La variación en la energía interna de un sistema es igual a la energía transferida a los alrededores o por ellos en forma de calor y de trabajo, por lo que la energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
• Matemáticamente se expresa:
ΔU = Q + W.
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• ΔU = variación de la energía interna del sistema expresada en calorías (cal) o Joules (J).
• Q = calor que entra o sale del sistema medido en calorías o joules.
• W = trabajo efectuado por el sistema o trabajo realizado sobre éste expresado en calorías o Joules.
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• Forma de expresar el principio de conservación de la energía.
Sistema absorbe calor Q = + Aumenta la
Energía Interna
Sistema libera calor Q = - Disminuye la
Energía Interna
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W es positivosi el sistema realiza trabajo
W negativoel entorno efectúa
Un trabajo Sobre el sist.
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Problemas de la primera Ley Problemas de la primera Ley de la Termodinámica.de la Termodinámica.
• 1.- A un sistema formado por un gas encerrado en un cilindro con émbolo, se le suministran 200 calorías y realiza un trabajo de 300 Joules. ¿Cuál es la variación de la energía interna del sistema expresada en joules?.
• Datos Fórmula• Q = 200 cal ΔU = Q + W.• W = 300 J Conversión de unidades:• ΔU = ? 1 cal = 4.2 J
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2.- ¿Cuál será la variación de la energía interna en un sistema que recibe 50 calorías y se le aplica un trabajo de 100 Joules?.
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3.- A un gas encerrado en un cilindro hermético, se le suministran 40 calorías, ¿cuál es la variación de su energía interna?
• Datos Fórmula• Q = 40 cal ΔU = Q + W• ΔU = ? Conversión de unidades• W = 0 40 cal x 4.2 J/1cal = 168
J
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• 4.- Sobre un sistema se realiza un trabajo de -100 Joules y éste libera -40 calorías hacia los alrededores. ¿Cuál es la variación de la energía interna?
• Datos Fórmula• W = - 100 J ΔU = Q + W• Q = - 40 cal Conversión de unidades:• ΔU = ? - 40 cal x 4.2 J/1cal = - 168 J
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• 5.- Un sistema al recibir un trabajo de -170 J sufre una variación en su energía interna igual a 80 J. Determinar la cantidad de calor que se transfiere en el proceso y si el sistema recibe o cede calor?
• Datos Fórmula• ΔU = 80 J ΔU = Q + W. • W = - 170 J
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TermoquímicaTermoquímica• Todas las R(X) Qcas transcurren con
un intercambio de energía con el medio ambiente.
- Reacción Exotérmica: proceso que desprende energía.
- Reacción Endotérmica: proceso que absorbe energía
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ENTALPÍA (H)ENTALPÍA (H)• Es la medida del contenido calórico
de una reacción. • Intercambio de energía térmica que
experimenta un sistema químico con su ambiente.
∆H = VARIACION DE ENTALPÍA
∆H = H prod – H react
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