Practica Quimica 3

PRACTICA 3: TERMODINAMICA

OBJETIVO.

El alumno determinara con los datos obtenidos en el laboratorio el trabajo desarrollado en un proceso termodinámico.

INTRODUCCION.

La primera ley de la termodinámica, en este sentido, constituye la energía que un sistema tiene que permutar si necesita compensar los contrastes surgidos al comparar el esfuerzo y la energía interior.

La segunda ley de la termodinámica sirve como regulador de la dirección en la que se llevan a cabo los procesos termodinámicos e impone la imposibilidad de que se desarrollen en sentido opuesto.

La tercera ley contemplada por la termodinámica, por último, destaca que no es posible lograr una marca térmica que llegue al cero absoluto a través de una cantidad finita de procedimientos físicos.

En la siguiente practica se llevara a cabo la comprobación de lo que significa y que es lo que sucede en un proceso termodinámico, también lo que es un proceso isotérmico, que es cuando la temperatura se mantiene constante, además de que también se verá lo que es un proceso isobárico, que es cuando la presión se mantiene constante, estos últimos 2 entran como subtemas de lo que es un proceso termodinámico. Todoesto se llevara a cabo primeramente haciendo los pasos a seguir de forma correcta, después atención en cada uno de los pasos que es lo que sucede, e ir tomando nota de todo lo que se logre observar , así también como llenar tablas.

Dentro de esta práctica se pueden observar cosas muy interesantes como por ejemplo cuando se calienta el agua y se presiona la jeringa y con ello se observa que esta marca medidas distintas dependiendo de la temperatura que se le aplique al agua como tal. Todo este tipo de acontecimientos se suceden en esta práctica. Por último se busca comprender como interactúan las presiones, dependiendo de la fuerza que se les aplique, como es el caso de las pesas y la jeringa.Se observara como se realiza y que es lo que sucede en un proceso termodinámico, también lo que es un proceso isotérmico, que es cuando la temperatura se mantiene constante, además de que también se verá lo que es un proceso isobárico, que es cuando la presión se mantiene constante; los factores que interfieren en su cálculo así como es el proceso.

La termodinámica se encarga de estudiar hechos o acontecimientos auxiliándose de la observación y la experimentación por lo que tiene que apelar al examen de la evidencia empírica para comprobarlos. Así, la termodinámica puede ser vista como la generalización de una enorme cantidad de evidencia empírica.

Quizá la herramienta más importante en la ingeniería, ya que se encarga de describir los procesos que implican cambios en temperatura, la transformación de la energía, y las relaciones entre el calor y el trabajo.

Tal vez una de las razones por las que la termodinámica es tan difícil de estudiar sea que la teoría empleada para describir los fenómenos es muy general y que puede ser aplicable a sistemas de estructura muy elaborada con todas las formas de propiedades mecánicas, eléctricas y térmicas complejas.

En el estudio termodinámico es común idealizar los sistemas para que sus propiedades mecánicas y eléctricas sean lo más triviales posibles.

MARCO TEORICO.

La primera ley de la termodinámica es el enunciado de la siguiente experiencia universal: Si un sistema se somete a cualquier transformación cíclica, el trabajo producido en el entorno es igual al calor que fluye desde el entorno. En términos matemáticos, la primera ley establece que:

(Para todos los ciclos) (1)

El sistema no experimenta cambio neto en el ciclo, pero las condiciones del entorno varían. Si las masas del entorno son más altas después del ciclo que antes, entonces algunos cuerpos del entrono deben estar más fríos. Silas masas son más bajas, entonces algunos cuerpos deben estar más calientes.

Recordando la ecuación (1), tenemos:

(Para todos los ciclos) (2)

Si la ecuación (2) es cierta, entonces el teorema matemático exige que el integrando sea la diferencial de alguna propiedad de estado del sistema. Esta propiedad del estado se denomina energía U, del sistema y la diferencias es dU, definida por

(3)

tenemos, entonces,

(4)

Así, a partir de la primera ley, que relaciona los efectos del trabajo y el calor observados en el entorno en una transformación cíclica, deducimos la existencia de una propiedad de estado del sistema, la energía. La ecuación (3) es una formulación equivalente de la primera ley.

La ecuación (3) muestra que cuando aparecen en la frontera pequeñas cantidades de calor y trabajo, dQ y dW, la energía del sistema experimenta un cambio dU. Integramos la ecuación (3) para un cambio finito de estado:

(5)

Donde ∆U=Ufinal-Uinicial. Observe que solo se ha definido una diferencia de energía dU o ∆U, de manera que podemos calcular la diferencia de energía en un cambio de estado, pero no podemos asignarle un valor absoluto a la energía del sistema en un estado particular.

Podemos demostrar que la energía se conserva en cualquier cambio de estado. Consideremos una transformación arbitraria en un sistema A; entonces,

∆UA=Q-W,

donde Q y W son los efectos de calor y trabajo que se manifiestan en el entorno inmediato porcambios de temperatura de los cuerpos y los cambios de altura de las masas.

Es posible escoger una frontera que encierre al sistema A y a su entorno inmediato, y de manera tal que no se observen efectos resultantes de la transformación de A fuera de esta frontera. Esta frontera separa a un nuevo sistema compuesto, constituido por el sistema original A, y por M, el entorno inmediato, del resto del universo. Como no se observan efectos de calor ni de trabajo fuera de este sistema compuesto, se deduce que el cambio de energía del sistema compuesto es cero.

∆UA+M=0

Pero el cambio de energía del sistema compuesto es la suma de los cambios de energía de los subsistemas, A y M. Por tanto,

∆UA+M = ∆UA + ∆UM =0 o bien ∆UA = -∆UM

Esta ecuación establece que, en cualquier transformación, cualquier aumento en la energía del sistema A esta equilibrada exactamente

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