Termodinamica

Introducción

En este trabajo que se presentaran una serie de preguntas realizadas con el fin de comprender y desarrollar un mejor estudio sobre la termodinámica como objetivo de estudio.

También se presentaran definiciones sobre la Entalpia y Entropía, y la función que estas cumplen en nuestra vida diaria.

Desarrollo de preguntas

1. ¿Qué es la termodinámica y cuál es su objeto de estudio?

La termodinámica es una rama de la física que estudia los efectos de los cambios de la temperatura, presión y volumen de los sistemas físicos a un nivel macroscópico. Para tener un mayor manejo se especifica que el calor significa energía en tránsito y dinámica refiere al movimiento, por lo que en esencia, la termodinámica estudia la circulación de la energía y como esta infunde movimiento.

2. Defina brevemente con sus palabras:

- Sistema termodinámico: es la ciencia que estudia las transferencias caloríficas entre un sistema y su entorno, en donde el sistema es el objeto de estudio y el universo el ambiente.

- Energía interna: es la suma de todas las energías cinéticas y potenciales presentes en un sistema. Se simboliza como ∆U y se obtiene a partir de la fórmula:

∆U = U (final) – U (inicial)

*El resultado se expresa en Joule (J).

- Entalpía: es la que indica la variación de energía a presión constante. Se simboliza como ∆H y se obtiene a partir de la fórmula:

∆H = H (final) – H (inicial)

*El resultado se expresa en KJ/mol.

- Entropía: es una función de estado que sirve para determinar si las reacciones serán espontaneas o no espontaneas y se define como el grado de dispersión de las moléculas, por tanto a mayor entropía las moléculas están más separadas y viceversa. Se simboliza como ∆S y se obtiene de:

∆S (Universo)= ∆S (Sistema) + ∆S (Entorno)

*El resultado se expresa J/ (Mol * kJ)

- Energía libre de Gibss: es la medida de todas las energías que se encuentran disponibles para realizar un trabajo, por tanto al igual que la entalpia y la entropía es una función de estado, que depende de su estado inicial y el final. Se simboliza como ∆G y se obtiene a partir de:

∆G = ∆H – T * ∆S

Dónde: ∆H es la entalpia, T temperatura en kJ y ∆S entropía. Su resultado se expresa en KJ/Mol.

3. ¿Por qué se estudia la entalpía y entropía de un sistema? ¿Para qué nos sirve en la vida cotidiana?

La entalpía y la entropía se estudian con el fin de expresar los cambios de función de estado de un objeto, en el caso de la entalpia esta es directamente proporcional a la cantidad de moles por sustancia, mientras, que en el caso de la entropía esta sirve para determinar si las reacciones serán espontaneas o no espontaneas.

Esto nos sirve de diversas formas en nuestra vida cotidiana porque es (de forma secundaria) algo indispensable para poder vivir. Por ejemplo: cuando hervimos agua, cuando congelamos agua, cuando inflamos un globo, cuando dejamos un vaso con hielo derretirse en forma natural, etc.

4. ¿Por qué existen varias formas de calcular la entalpía?

Porque la entalpia se puede calcular por tres formas:

- Ley de Hess: Consiste en la cantidad de calor puesta en juego en una reacción a presión o volumen constante no depende del camino seguido y es independiente de que el proceso transcurra en una o más etapas.

- Entalpías de formación estándar: Es la cantidad de calor producido en una reacción a presión constante cuando se obtiene un mol de una sustancia a partir de sus elementos en estado que presentan a 0°C y 1 atm.

- Entalpia de enlace: Cantidad de energía necesaria para romper un enlace en un mol de sustancia.

...