Energia libre
Enviado por LuisGP300 • 3 de Noviembre de 2023 • Informes • 1.494 Palabras (6 Páginas) • 76 Visitas
Universidad Nacional Experimental[pic 1]
De los Llanos Occidentales
“Ezequiel Zamora”
Vicerrectorado de Infraestructura y Procesos Industriales.
Programa de Ingeniería, Arquitectura y Tecnología.
P.F.G. Ingeniería en Minas.
ENERGIA LIBRE
Estudiante
Luis González C.I. 31.129.970
Profesor: Luis Gómez
octubre, 2023
Introducción
La energía libre de Gibbs es un concepto termodinámico que mide la capacidad de un sistema para realizar trabajo útil. La energía libre de Gibbs depende de la entalpía, la entropía y la temperatura del sistema, así como del cociente de reacción y la constante de equilibrio de una reacción química. La energía libre de Gibbs se puede utilizar para predecir si un proceso es espontáneo o no, es decir, si ocurre sin necesidad de aportar energía externa.
Por otro lado, La conductividad eléctrica es la capacidad de un material o sustancia para permitir el paso de corriente eléctrica a través de él. La conductividad eléctrica depende de la estructura atómica y molecular del material, así como de otros factores físicos como la temperatura y el estado en el que se encuentre. Los materiales se pueden clasificar en conductores, semiconductores y aislantes según su grado de conductividad eléctrica. Los conductores son aquellos que tienen muchos electrones libres que se pueden mover fácilmente por el material, como los metales. Los semiconductores son aquellos que tienen una conductividad eléctrica intermedia entre los conductores y los aislantes, y que depende de factores como la temperatura, la iluminación o la presencia de impurezas. Los aislantes son aquellos que tienen pocos o ningún electrón libre y que ofrecen una gran resistencia al paso de la corriente eléctrica, como el vidrio o el plástico.
En este trabajo se pretende estudiar los conceptos de energía libre de Gibbs y conductividad eléctrica, así como sus aplicaciones en diferentes campos de la ciencia y la tecnología. Se analizarán las propiedades termodinámicas y cinéticas de los procesos químicos y físicos que involucran estos conceptos, así como los métodos experimentales para medirlos y calcularlos. Se hará especial énfasis en la conductividad eléctrica en materiales sólidos, líquidos y gaseosos, y en cómo varía con la composición, la temperatura y el campo eléctrico aplicado.
Energía libre de Gibbs
La energía libre de Gibbs es un concepto importante en la termodinámica que mide la capacidad de un sistema para realizar trabajo útil. La energía libre de Gibbs se define como la diferencia entre la entalpía y el producto de la temperatura y la entropía del sistema:
G=H−TS
La energía libre de Gibbs se puede utilizar para predecir si un proceso es espontáneo o no, es decir, si ocurre sin necesidad de aportar energía externa. Un proceso es espontáneo si la energía libre de Gibbs disminuye, es decir, si
ΔG<0
Un proceso está en equilibrio si la energía libre de Gibbs no cambia, es decir, si
ΔG=0
Un proceso no es espontáneo si la energía libre de Gibbs aumenta, es decir, si
ΔG>0
La energía libre de Gibbs también se relaciona con el cociente de reacción y la constante de equilibrio de una reacción química. La expresión general es:
ΔG=ΔG∘+RTlnQ
Donde
ΔG∘
es el cambio estándar de energía libre de Gibbs, R es la constante universal de los gases, T es la temperatura absoluta y Q es el cociente de reacción. Cuando el sistema está en equilibrio, Q es igual a la constante de equilibrio K y
ΔG=0
. Por lo tanto, se puede obtener la relación entre
ΔG∘
y K:
ΔG∘=−RTlnK
Energía libre y el equilibrio
El equilibrio entre reactivos y productos en una reacción química está determinado por la diferencia de energía libre entre los dos lados de la reacción. Cuanto mayor sea la diferencia de energía libre, más favorecerá la reacción a un lado u otro. La relación de energía libre, o relación lineal de energía de Gibbs, relaciona el logaritmo de una constante de velocidad de reacción o una constante de equilibrio para una serie de reacciones, con el logaritmo de la constante de equilibrio o de velocidad para una serie relacionada de reacciones. Una vez que la energía libre alcanza su valor mínimo posible, todo cambio neto se detiene, lo que representa el estado de equilibrio químico
Conductividad eléctrica
La conductividad eléctrica es la capacidad de un material o sustancia para permitir el paso de corriente eléctrica a través de él. La conductividad depende de la estructura atómica y molecular del material, así como de otros factores físicos como la temperatura y el estado en que se encuentre. La conductividad es inversa de la resistividad, es decir, la resistencia al paso de la electricidad de los materiales.
Los materiales se pueden clasificar en conductores, semiconductores y aislantes según su grado de conductividad eléctrica. Los conductores son aquellos que tienen muchos electrones libres que se pueden mover fácilmente por el material, como los metales. Los semiconductores son aquellos que tienen una conductividad eléctrica intermedia entre los conductores y los aislantes, y que depende de factores como la temperatura, la iluminación o la presencia de impurezas. Los aislantes son aquellos que tienen pocos o ningún electrón libre y que ofrecen una gran resistencia al paso de la corriente eléctrica, como el vidrio o el plástico.
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