Termodinamica

• Fugacidad y coeficiente de fugacidad.

La fugacidad es una medida relacionada con el potencial químico, formalmente, la fugacidad tiene unidades de una "presión corregida" y está directamente relacionada con la tendencia de una sustancia de preferir una fase (líquida, sólida o gas) frente a otra.

A una temperatura y presión fijas, el agua (por ejemplo) tendrá una fugacidad diferente para cada fase. Aquella fase con la menor fugacidad será la más favorable; la sustancia minimiza entonces la Energía libre de Gibbs. El concepto de fugacidad fue introducido por el químico estadounidense Gilbert N. Lewis en su obra (La presión osmótica en las soluciones concentradas y las leyes de las soluciones perfectas).

Se define como una propiedad auxiliar que actúa como un factor de corrección para transformar una ecuación ideal en un caso real. Tiene dimensiones de presión y es función de la presión.

Esta propiedad auxiliar se crea en busca de dar sentido físico a las definiciones de equilibrio mostradas por el potencial químico.

• Fugacidad y coeficiente de fugacidad para una especie pura.

La fugacidad de una especie pura es la misma en todas las fases. En una primera aproximación, la fugacidad del líquido puro se puede considerar igual a la presión de saturación de dicho componente, a la misma temperatura. Sin embargo, para realizar un calculo mas preciso se deben introducir dos correcciones a esta aproximación: por un lado, el coeficiente de fugacidad del componente en condiciones saturación que corrige la desviación con respecto a la igualdad del vapor saturado y la segunda corrección, también llamada corrección de poyntin, es un factor exponencial que tiene en cuenta que el liquido se encuentra a una presión diferente a la de saturación.

• Fugacidad y coeficiente de fugacidad para especie en solución.

Los volúmenes molares parciales varían con la composición, ya que el entorno de cada tipo de moléculas cambia, cuando lo hacen la composición desde A puro hasta B puro. Esto es consecuencia del cambio en el entorno molecular y la consiguiente modificación de las fuerzas que actúan entre las moléculas. En el caso de las soluciones ideales, estas formadas cuando componentes similares química y físicamente son mezclados para formar una mezcla, las fuerzas de atracción y repulsión son de las mismas magnitud; los volúmenes de los componentes puros sumados resultan el volumen de la solución, es decir son adictivos.

• Equilibrio liquido-vapor.

Disolución ideal a presión constante: Se representara temperatura frente ax, la fracción molar global de uno de los componentes. Si T* y T* son los puntos de ebullición normal de los líquidos A y B puros, suponiendo que la presión es constante e igual a 1 atm. La curva inferior da T en función X para un sistema con una fase liquida y otra de vapor en equilibrio, y es la curva del punto de ebullición de la disolución ideal. La curva superior da T en función de X para un sistema en el que existe un equilibrio liquido-vapor.

El equilibrio liquido-vapor ocurre cuando no se presentan cambios con respecto al tiempo de la temperatura y presión total de la mezcla, y las fugacidades parciales de los componentes puros son iguales en todo lo sistema.

Para esta expresión, es necesario conocerlos es por medio de ecuaciones de estado, dentro de las cuales las más conocidas y utilizadas son: la ley de los gases ideales, la ecuación de Peng-Robinsón y la de Redlich-Kwong-Soave.

• Fugacidad y equilibrio termodinámico.

Fugacidad es una medida relacionada con el potencial químico formalmente, la fugacidad tiene unidades de una presión corregida y esta directamente relacionada con la tendencia de una sustancia de preferir una fase (liquida solida o gas) frente a otra.

A una temperatura y presión fija, el agua (por ejemplo) tendrá una fugacidad diferente para cada fase. Aquella fase con la menor fugacidad será la más favorable, la sustancia minimiza entonces la energía libre de gibbs. El concepto de fugacidad fue introducido por el químico estado anídense Gilbert N. lewis en su obra The osmotic pressure of concentrated solutions, and the laws of the perfect solution (La presión osmótica en la soluciones concentradas y las leyes de las soluciones).

Equilibrio termodinámico en termodinámica se dice que en un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado o proceso termodinámico cuando esta sometido a unas determinadas condicionas de contorno (las condiciones que le imponen sus alrededores). Para ello ha de encontrarse simultáneamente en equilibrio térmico, equilibrio mecánico y equilibrio químico.

En general un sistema termodinámico en equilibrio queda determinado por los valores de sus cantidades y parámetros intensivos tales como la presión, la temperatura, etc. Especialmente el equilibrio termodinámico se caracteriza por tener valor mínimo en sus potenciales termodinámico, tales como la energía libre de Helmholtz, es decir sistemas con temperaturas y volumen constantes siempre y cuando:

A=V-TS A= 0

La energía libre de Gibbs, es decir en sistemas caracterizado por tener la presión y la temperatura constante.

G=H-TS G=0

El proceso que gobierne un sistema hacia el equilibrio termodinámico se denomina entropía. Un ejemplo de este tipo de procesos es el que tiene lugar en un sistema de partículas interactuantes y que se abandona a sus propias influencia. Un sistema tal y como es este intercambian

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