Termoquimica. Energía calórica y su importancia en la vida diaria

República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

Asignatura: Química

4to Año de Ciencias

Termoquímica

Introducción

Se han desarrollado puntos importantes en la Termoquímica, es por esto que conoceremos acerca de los enlaces químicos. La Termoquímica es una rama de la fisicoquímica que estudia los efectos caloríficos que acompañan a las reacciones químicas. Su fin es determinar las cantidades de energía desprendida o absorbida como Calor durante una transformación, así  como desarrollar métodos de cálculo de dichos movimientos de calor sin necesidad de recurrir a la experimentación. Las cantidades de calor producidas al quemarse los combustibles o el valor calorífico de los alimentos son ejemplos muy conocidos de datos termo químicos.

Este tema  es de suma importancia porque en el aprendimos a determinar el calor de reacción en especial, el calor de neutralización, a la vez determinamos también el calor del sistema.

Energía calórica y su importancia en la vida diaria

Es el tipo de energía que se libera en forma de calor. Al estar en tránsito constante, el calor puede pasar de un cuerpo a otro (cuando ambos tienen distinto nivel calórico) o ser transmitido al medio ambiente. Esta energía se mide en julios (J) según el sistema internacional.

Cuando un cuerpo recibe calor, sus moléculas adquieren energía calórica y alcanzan un mayor movimiento. La energía calórica, también conocida como energía calorífica o energía térmica, puede transmitirse de un cuerpo a otro siguiendo las leyes de la termodinámica de tres modos distintos:

Transmisión de calor por radiación: Se transmite a través de ondas electromagnéticas. Es el modo con el que nos llega la energía térmica proveniente del Sol. El principal ejemplo de este caso lo encontramos en las instalaciones de energía solar térmica, que aprovechan la radiación solar para calentar agua. El agua caliente que se obtiene de estas instalaciones solares habitualmente se utiliza para calefacción.

Transmisión de energía térmica por conducción.: Se experimenta cuando un cuerpo caliente está en contacto físico con otro cuerpo más frío. La energía se transmite siempre del cuerpo caliente al cuerpo frío. Si ambos cuerpos están a la misma temperatura no hay transferencia energética. Cuando tocamos un trozo de hielo con la mano parte de la energía térmica de nuestra mano se transfiere al hielo.

Transmisión de energía calorífica por convección: Se produce cuando se trasladan las moléculas calientes de un lado a otro. Como sería en el caso del viento, capaz de mover moléculas con cierta energía calorífica de un lado a otro.

Es importante por distintas razones pero la más destacada es porque ayuda al planeta, esta es una energía limpia, segura y gratuita, y es que no causa ningún tipo de daño al medio ambiente, es más, lo cuida porque no lanza emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera, porque no genera residuos de ningún tipo y además porque tampoco consume combustible. Tiene la ventaja de que es una fuente de energía inagotable, precisamente porque se sustenta en las radiaciones del Sol. Diariamente, la energía calórica es utilizada para cocinar, para la calefacción de casa, tener agua caliente, soldar, etcétera.

Que es la termoquímica

La Termoquímica estudia los cambios energéticos ocurridos durante las reacciones químicas. El calor que se transfiere durante una reacción química depende de la trayectoria seguida puesto que el calor no es una función de estado. Sin embargo, generalmente las reacciones químicas se realizan a P=cte o a V=cte, lo que simplifica su estudio. La situación más frecuente es la de las reacciones químicas realizadas a P=cte, y en ellas el calor transferido es el cambio de entalpía que acompaña a la reacción y se denomina "entalpía de reacción".

La entalpía es una función de estado, luego su variación no depende de la trayectoria. Frecuentemente podemos considerar que las reacciones químicas se producen a presión constante (atmosfera abierta, es decir, P=1 atm), o bien a volumen constante. El Calor intercambiado en el proceso es equivalente a la variación de entalpía de la reacción. El calor que se intercambia en estas condiciones equivale a la variación de energía interna de la reacción. Hay sistemas químicos que evolucionan de reactivos a productos desprendiendo energía. Son las reacciones exotérmicas. Otros sistemas químicos evolucionan de reactivos a productos precisando energía. Son las reacciones endotérmicas.

Estados físicos

La materia puede encontrarse en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Lo que determina el estado en que la materia se encuentra es la proximidad de las partículas que la constituye. Esa característica es según:

Fuerza de cohesión: provoca el acercamiento de las moléculas unas de las otras. Fuerza de repulsión: causa que las moléculas se retiren unas de las otras.

Es importante señalar que el volumen, la densidad y la forma de un compuesto pueden variar de acuerdo con la temperatura. Como hemos dicho, la materia puede encontrarse en los estados:

Sólido: En ese estado físico de la materia las moléculas se encuentran muy próximas, poseen forma y volumen fijos y no sufren compresión. Las fuerzas de atracción (cohesión) predominan en este caso. Un ejemplo es un cubo de hielo, las moléculas están muy próximas y no se desplazan, a menos que pase por un calentamiento; el hielo tiene forma y volumen constante.

Propiedades:                                                                                                               - Tienen forma y volumen constantes.
- Se caracterizan por la rigidez y regularidad de sus estructuras.
- No se pueden comprimir, pues no es posible reducir su volumen presionándolos.
- Se dilatan cuando se calientan, y se contraen cuando se enfrían.

 Líquido: Aquí las moléculas están más apartadas que en el estado sólido y las fuerzas de repulsión son levemente mayores. Los elementos que se encuentran en ese estado poseen forma variada pero volumen constante. Además de estas características, posee facilidad de flujo y adquieren la forma del recipiente que los contiene. Un ejemplo es el agua es su estado natural.

Propiedades: 

- No tienen forma fija pero sí volumen.

- Los líquidos adoptan la forma del recipiente que los contiene.

- Fluyen con gran facilidad
- Se dilatan y contraen como los sólidos.

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