termodinamica, conceptos basicos
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Cada vez que se ejerce una fuerza (f) sobre un objeto se está realizando un trabajo
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¿Qué sistema “gana” energía, qué sistema “pierde” energía?
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w= f w= f xx d dEn que:En que:d: es el desplazamiento del objetod: es el desplazamiento del objetof: es la fuerza aplicadaf: es la fuerza aplicadaw: es el trabajo ejecutadow: es el trabajo ejecutado
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En una compresión del cilindro, el gas acumula energía, lo que se considera como un trabajo positivo para el sistema gaseoso
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Cada vez que un sistema se expande, su trabajo es negativo para el sistema
Si el sistema se contrae o comprime, el trabajo es positivo para el sistema +w+w
-w-w
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+w+w
-w-w
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Es una medida de la energía que ingresa o sale de un sistema, es decir del flujo de energía
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Puede transmitirse por conducción, convección o radiación
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Produce que las sustancias cambien su temperatura
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Se le asigna un valor matemático positivo si la energía fluye desde el entorno al sistema
Se le asigna un valor matemático negativo si la energía fluye desde el sistema hacia el entorno.
Su valor matemático se expresa en Jouls
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Q > 0
Q = (+)
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Q < 0
Q = (-)
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Criterio de signosCriterio de signos
SISTEMASISTEMA
Q > 0Q > 0
W > 0W > 0 W < 0W < 0
Q < 0Q < 0
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Es la energía almacenada en un sistema que éste posee como consecuencia de su composición.
Se representa por la simbología ΔU La letra griega Δ se lee: diferencia o cambio
Donde:Ui es la energía interna al inicio sistema Uf es la energía interna del sistema al final de la
medición
ΔΔU = UU = Uff - U - Uii
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Es una forma más de expresar el principio de la conservación de la energía.
La energía puede ser intercambiada entre sistemas físicos en forma de calor o trabajo
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En un sistema abierto la presión del sistema, se mantiene constante
Como: ΔU= q - wy w= f x dReemplazando w en la primera
ecuación tenemos que
ΔU= q - f x d
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Como:ΔU= q - wΔU= q - w
y w= f x d Reemplazando w en la primera ecuación
tenemos que:
ΔU= q – (f x d)ΔU= q – (f x d)
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ΔU= q – (f x d)ΔU= q – (f x d)
Despejando q, (que de ahora le pondremos qp
para destacar que es el calor del sistema a presión constante) tendremos:
qqpp = ΔU – (f x d)ΔU – (f x d)
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Esta expresión corresponde a entalpía. Se define como: VARIACIÓN DE CALOR DE UN SISTEMA
CUANDO LA PRESIÓN SE MANTIENE CONSTANTE
qqpp = ΔU – (f x d)ΔU – (f x d)
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Se representa por ΔH Se lee, variación o cambio de entalpía Es una función de estado Es una propiedad extensiva.
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Las reacciones exotérmicas son aquellas que liberan calor al entorno.
Su ecuación química se representa:
ReactantesReactantes Productos + calor Productos + calor
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Gráfica de energía vs avance de la reacción de un sistema exotérmico
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La variación de entalpia de las reacciones exotérmicas tiene un valor menor que cero (es decir, signo negativo)
La energía propia de los productos es menor que la energía de las reactantes
HHproductos productos < H < H reactantesreactantes
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La variación de entalpia ΔH ΔH de las reacciones exotérmicas tiene un valor menor que cero (es decir, signo negativo)
ΔH = H ΔH = H productosproductos– H– Hreactantesreactantes
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Reacciones endotérmicas Reacciones exotérmicas
Reacciones que liberan calor al entorno
Energía productos < Energía reactantes
ΔH = (-) ΔH < 0
En una ecuación química, el calor se expresa en los productos
Ejemplo de sistema exotérmico