Entropía

Entropía

El concepto de “entropía” es equivalente al de “desorden”. Así, cuando decimos que aumentó la entropía en un sistema, significa que creció el desorden en ese sistema. Y a la inversa: si en un sistema disminuyó la entropía, significa que disminuyó su desorden.

La medida de la entropía permite establecer el “orden” que posee un sistema en determinada instancia, respecto al que poseía o pudo haber poseído en otra. Así, podría determinarse la diferencia de “entropía” para la formación o constitución de un sistema a partir de sus componentes desagregados, y también para cualquier proceso que pueda ocurrir en un sistema ya constituido.

La entropía también es una magnitud que mide la parte de la energía que NO puede utilizarse para realizar un TRABAJO

El grado de DESORDEN que poseen las moléculas de un cuerpo

S=Si-Sf

Donde

S= Entopía

Si= Entropia Inicial

Sf= Entropia Final

Por lo que la entropía es el cambio de condiciones de un sistema

La entropía es un proceso irreversible: No implica que el sistema no pueda volver a su estado inicial, solo que no es posible volver por el mismo camino.

Fórmulas:

D(lnP)=b •q

o expresando en términos de la temperatura T.

A (k ln P) = q / T

Tenemos una relación entre una cantidad microscópica (el número de microestados P) y dos cantidades macroscópicas: la energía transferida q y la temperatura T. La parte derecha de la igualdad es la definición termodinámica de variación de entropía DS.

Llegamos así a la definición de entropía en términos del número de micoroestados P asociados con un macroestado dado del sistema

S= k ln P

A continuación se muestra un video en el cual se analiza en concepto de entropía, cuestionando la idea de los creacionistas y también se observa claramente como funciona la entropía con el caso de un cubo de hielo en un vaso con agua a temperatura ambiente.

Publicado por termodinamica 2 comentarios:

Entalpía

La cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno.

Su variación expresa una medida de la cantidad absorbida o cedida por un sistema termodinámico. Usualmente se mide en Joules.

La entalpía se define mediante la siguiente fórmula:

H=U+pV

U= Energía interna

p= Presión del sistema

V= Volumen del sistema

La variacion de la entalpía expresa una cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinamico.

A continuación veremos en el video un ejemplo de como calcular la entalpía de una reacción.

Entalpía

Entalpía (del griego ἐνθάλπω [enthálpō], ‘agregar calor’; formado por ἐν [en], ‘en’ y θάλπω [thálpō], ‘calentar’) es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula, cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.

En la historia de la termodinámica se han utilizado distintos términos para denotar lo que hoy conocemos como entalpía de un sistema. Originalmente se pensó que la palabra «entalpía» fue creada por Émile Clapeyron y Rudolf Clausius a través de la publicación de la relación de Clausius-Clapeyron en The Mollier Steam Tables and Diagrams de 1827, pero el primero que definió y utilizó el término entalpía fue el holandés Heike Kamerlingh Onnes, a principios del siglo XX.1

En palabras más concretas, es una función de estado de la termodinámica donde la variación permite expresar la cantidad de calor puesto en juego durante una transformación isobárica (es decir, a presión constante) en un sistema termodinámico (teniendo en cuenta que todo objeto conocido puede ser entendido como un sistema termodinámico), transformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía (por ejemplo la utilizada para un trabajo mecánico). En este sentido la entalpía es numéricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistema en cuestión.

Usualmente la entalpía se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en joules.

El caso más típico de entalpía es la llamada entalpía termodinámica. De ésta, cabe distinguir la función de Gibbs, que se corresponde con la entalpía libre, mientras que la entalpía molar es aquella que representa un mol de la sustancia constituyente del sistema.

Índice

• 1 Entalpía termodinámica

o 1.1 Derivación

o 1.2 Principio de mínima entalpía

o 1.3 Corolarios

o 1.4 Relaciones

• 2 Entalpía química

• 3 Entalpía estándar o normal

• 4 Otros usos

• 5 Véase también

• 6 Referencias

• 7 Enlaces externos

Entalpía termodinámica

La entalpía (simbolizada generalmente como H, también llamada contenido de calor, y calculada en Julios en el sistema internacional de unidades o también en kcal o, si no, dentro del sistema anglo: BTU), es una función de estado extensiva, que se define como la transformada de Legendre de la energía interna con respecto del volumen.

Derivación

El principio de estado establece que la ecuación fundamental de un sistema termodinámico puede expresarse, en su representación energética, como:

donde S es la entropía, V el volumen y la composición química del sistema.

Para aquellos casos en los que se desee, sin perder información sobre el sistema, expresar la ecuación fundamental en términos de la entropía, la composición y la presión en vez del volumen, se aplica la siguiente transformada de Legendre a la ecuación fundamental:

y como

es la presión del sistema, se define la entalpía como:

Principio de mínima entalpía

El segundo principio de la termodinámica, que afirma que todo estado de equilibrio es un estado de entropía máxima, se convierte en el principio de mínima energía en la representación energética del sistema. Ese principio se traslada a la representación entálpica invariable: el sistema alcanzará el estado de equilibrio cuando, para una presión dada, los parámetros termodinámicos varíen de tal forma que la entalpía del sistema sea la mínima posible.2

Corolarios

Sea un sistema que se deja evolucionar a presión constante sin variar su composición. Diferenciando la entalpía:

y como

se tiene que:

Ahora bien, si la transformación es a presión constante (dP=0) y la composición no varía (dN=0), se tiene:

Si se asocia la variación de entalpía a un proceso reversible, se puede identificar TdS con el calor intercambiado. En ese caso, se puede interpretar la entalpía es el calor intercambiado por el sistema a presión constante. Es importante recalcar que la definición dH=TdS es estrictamente exacta para P=cte y N=cte; su identificación como calor intercambiado depende de que el proceso sea reversible. Si no lo es, dH=TdS seguirá siendo cierto, pero no que TdS es calor.

Como muchas reacciones químicas se producen a presión constante y la materia se conserva (no hay variación en la cantidad de especies atómicas), la entalpía es muy comúnmente empleada como marcador energético en las reacciones químicas: el calor liberado o absorbido por la reacción se interpreta como una variación de entalpía.

La presencia del término de presión también permite emplear la entalpía como marcador energético en aquellos ramos en los que las diferencias de presión a volumen constante sean relevantes. Así ocurre por ejemplo en los análisis de ciclos de gas, donde la entalpía se usa como variable termodinámica energética porque permite agrupar términos de presión y de energía interna de forma más compacta.

Relaciones

Donde tenemos las entalpías por unidad de masa, calor específico a presión constante y la variación de la temperatura que se haya sufrido.

Entalpía química

Para una reacción exotérmica a presión constante, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía liberada en la reacción, incluyendo la energía conservada por el sistema y la que se pierde a través de la expansión contra el entorno (es decir que cuando la reacción es exotérmica la variación de entalpía del sistema es negativa). Análogamente, para una reacción endotérmica, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía absorbida durante la reacción, incluyendo la energía perdida por el sistema y la ganada a través de la expansión contra el entorno (en las reacciones endotérmicas el cambio de entalpía es positivo para el sistema, porque gana calor).

La entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente; la variación de entalpía de un sistema sí puede ser medida en cambio.

La variación de entalpía se define mediante la siguiente ecuación:

• ΔH es la variación de entalpía.

• Hfinal es la entalpía final del sistema. En una reacción química, Hfinal es la entalpía de los productos.

• Hinicial es la entalpía inicial del sistema. En una reacción química, Hinicial es la entalpía de los reactivos.

La mayor utilidad de la entalpía se obtiene para analizar reacciones que incrementan el volumen del sistema cuando la presión se mantiene constante por contacto con el entorno, provocando

...