MATERIAL DE APOYO: TERMODINÁMICA QUÍMICA

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

ESCUELA DE INGENIERA QUIMICA E INGENIERIA DE ALIMENTOS

ASIGNATURA: QUIMICA GENERAL II                  CICLO I/2016

CARRERA: INGENIERIA QUIMICA E INGENIERIA DE ALIMENTOS

MATERIAL DE APOYO: TERMODINÁMICA QUÍMICA                

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MATERIAL DE APOYO: TERMODINÁMICA QUÍMICA                

Conceptos básicos Termodinámicos

1. Termoquímica

Es la parte de la química que se encarga de analizar las variaciones de energía (calor) que acompañan a los cambios físicos y reacciones químicas.

En nuestra vida cotidiana se producen muchas reacciones químicas que producen calor, otras lo absorben

Ejemplos:

a) Cuando se ingiere una naranja u otro tipo de fruta se produce la siguiente reacción  química:

           C12H22O11(s)   +  12O2(g) [pic 2]12CO2(g)  +  11H2O(g)  + calor

b) La fotosíntesis  que se realiza en las hojas de las plantas:

         6CO2(g) +  6H2O(g) + energía solar [pic 3]C6H12O6(s) + 6O2(g) 

                                              (hν)                                              

c) Reacción de combustión:

         C3H8(g)   +  5O2(g) [pic 4] 3CO2(g)  +  4H2O(g)  + calor

La mayoría de las reacciones químicas involucran cambios de energía y más del 90% de energía producida en nuestra sociedad proviene de las reacciones químicas.

2. termodinámica

El estudio de los cambios energéticos es muy importante dentro del campo de la Química, ya que las reacciones químicas van siempre acompañadas de transferencia de energía. La parte de la química que estudia las relaciones entre la energía y los cambios químicos se llama Termodinámica Química.

3. Sistema termodinámico

Es una parte especifica bien definida del universo de  interés para nosotros (es algo que nosotros limitamos) es decir, es una parte del universo que se aísla para su estudio.

Para los químicos, el sistema incluye las sustancias implicadas en cambios físicos y reacciones químicas. Todo lo que se existe alrededor del sistema constituyen su entorno o alrededores.

Ejemplos de sistemas termodinámicos son el agua de un vaso; una porción de aire, volumen definido de gasolina, el aceite del cilindro de un motor, un océano, una estrella, una reacción química, el butano de una bombona, una pila eléctrica y un ser vivo.

En una reacción de neutralización acido-base, que se realiza para encontrar el calor liberado tenemos lo siguiente:

El sistema, son las sustancias que participan en dicha reacción, los cuales son el ácido clorhídrico HCI  e hidróxido de sodio NaOH, todo lo externo al sistema se llama entorno o alrededores.

[pic 5][pic 6] ac   +  [pic 7]ac[pic 8]

4. Entorno

Es el resto del universo externo al sistema.

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5. Tipos de sistemas

Sistema abierto: se intercambia (masa) y energía, generalmente en forma de calor con sus alrededores.

Ejemplo: Cuando tenemos una cantidad de agua en un recipiente abierto, hay escape de moléculas de agua en forma de vapor.

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Sistema cerrado: Permite la transferencia de energía (calor), pero no de masa.

Ejemplo: Cuando tenemos una cantidad de agua en un recipiente cerrado, el vapor de agua no puede escaparse o condensarse en dicho recipiente.

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Sistema aislado: No permite la transferencia de masa o energía.

Ejemplo: Termos y bombas calorimétricas.

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Propiedades termodinámicas: Extensivas, intensivas

Las Propiedades termodinámicas, se conocen como variables termodinámicas, estas se pueden dividir en: variables intensivas y variables extensivas.

Variables intensivas,  No dependen de la cantidad de materia del sistema, Ejemplo: T, P, densidad.

Variables extensivas. Dependen de la cantidad de materia del sistema. Es una magnitud cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe. Ejemplo: m, V, Energía. Son aditivas.

Ejercicio.1 En la siguiente figura identifica las variables intensivas

[pic 14][pic 15]

Ejercicio 2: se tienen dos beaker  con 25mL y 100mL de agua, ambos a 25°C y la  densidad de ambas masas es de  1 g/ml.  

Al mezclar ambos volúmenes: ¿cual es valor del volumen, de

la temperatura y de la densidad?

Primera ley de la termodinámica

Calor

Es una forma de energía que puede ser liberado o absorbido en las reacciones químicas o cambios físicos.

Es la energía que se transfiere entre dos cuerpos que están a diferente temperatura (el flujo de calor se da desde un objeto caliente hacia un frio).

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