TERMOQUÍMICA
CEAT (Proyecto 1)
Created on November 21, 2023
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Transcript
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TERMOQUÍMICA
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La parte de la Termodinámica que estudia las relaciones entre las reacciones químicas y los cambios de energía que implican calor se conoce como Termoquímica.
La Termodinámica estudia la energía y sus transformaciones.
TERMODINÁMICA
La energía se define como la capacidad de producir un trabajo o transferir calor.
No se deben de confundir las calorías con las calorías nutricionales (Cal)
Tradicionalmente la energía se expresa en calorías (cal), una unidad que no pertenece al sistema Internacional.
Naturaleza de la energía
Puesto que el Joule no es una unidad pequeña en magnitud, se utilizan los kilojoules
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Trabajo y calor
Trabajo (W): Se define como la energía transferida cuando una fuerza mueve un objeto. De forma general, es el producto de la fuerza aplicada sobre un cuerpo, por el desplazamiento del mismo.
En los sistemas químicos el trabajo realizado por un cuerpo o sobre un cuerpo se manifiesta como un cambio de volumen. El trabajo realizado al expandir o comprimir un cuerpo se denomina trabajo presión-volumen o trabajo P-V.
Matemáticamente:
MATEMÁTICAMENTE
Info
Calor específico (Cp):Es el calor requerido para aumentar 1°C la temperatura de 1.0g de sustancia. Es una propiedad intensiva que caracteriza a los materiales.
Capacidad calorífica (C):Es el calor requerido para elevar la temperatura de una sustancia 1°C la temperatura de una cantidad de sustancia. Es una propiedad física extensiva.
Calor (Q): Se define como la energía térmica transferida entre dos cuerpos que se encuentran a distinta temperatura, en la cual el flujo de calor siempre se da desde el cuerpo que se encuentra a mayor temperatura al de menor temperatura.
Sistema aislado
Sistema cerrado
Sistema abierto
Se define sistema como la parte del Universo elegida como objeto de análisis, la parte restante del Universo es el entorno.
Sistema y Entorno
El sistema realiza trabajo o se realiza un trabajo sobre el sistema.
Se agrega o extrae calor.
Es una propiedad extensiva.
Matemáticamente
La E es proporcional a la cantidad de materia en el sistema.
La E es influida por la presión y temperatura.
Energía Interna y Primera Ley termodinámica
La energía interna de un sistema (E) se define como la suma de todas las energías cinéticas y potenciales del sistema.
El valor puntual de la energía interna no es de interés termodinámico, pero si lo es el cambio en su energía interna. Un sistema modifica su energía interna cuando:
𝑸𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂+𝑸𝒆𝒏𝒕𝒐𝒓𝒏𝒐=𝟎 𝑸𝒔𝒊𝒔𝒕𝒆𝒎𝒂=−𝑸𝒆𝒏𝒕𝒐𝒓𝒏𝒐
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
“La energía no se crea ni se destruye, cualquier energía perdida por el sistema debe ser ganada por el entorno y viceversa. El cambio en la energía de un sistema es la suma del trabajo realizado por el sistema o sobre el sistema más el calor absorbido o liberado”
ENDOTÉRMICO
Proceso en el cual el sistema absorbe calor del entorno y como consecuencia aumenta su temperatura.
Proceso en el cual el sistema libera calor a los alrededores, y como consecuencia disminuye su temperatura.
EXOTÉRMICO
PROCESO
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El calor específico del agua líquida es: 4.18 J/g-°C ó 4.18 J/g-K
El calor específico (Cp) depende de la identidad química de la sustancia y su estado de agregación, las sustancias con bajos valores de Cp requieren menos calor para aumentar su temperatura y son buenos conductores de calor (metales). Mientras que las sustancias con valores altos de Cp requieren mayor calor para aumentar su temperatura y son malos conductores de calor.
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Donde: Q= calor transferido (J) Cp= calor específico (J/g-°C ó J/g-K) m= masa (g) T= temperatura (°C ó K)
El calor requerido para aumentar la temperatura de una sustancia sin que ésta experimente un cambio de estado de agregación se obtiene a partir de la siguiente ecuación:
Si: ⍙E>0 (positivo): El sistema absorbe energía liberada por el entorno. ⍙E<0 (negativo): El sistema libera energía, y ésta es absorbida por el entorno.
Cuando un sistema experimenta cualquier cambio físico o químico, el cambio en la energía interna se obtiene a partir de la ecuación: