wikienergía de gibbs

8/19/2019 WIKIenergía de Gibbs

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nergía de Gibbstermodinámica, la energía libre de Gibbs (energía libre o entalpía libre ) es un potencial termodinámico, es deci

nción de estado extensiva con unidades de energía, que da la condición de equilibrio y de espontaneidad parcción química (a presión y temperatura constantes).Se simboli a con la letra ! may"scula.

álculo de la energía libre

nde H es laentalpía #T es la temperatura yS es la entropía delsistema. $ue desarrollada en los a%os &' por etemáticoestadounidense +illiard !ibbs .

mbios de energía libre estándar

energía libre de reacción, se denota, , es el cambio de energía en una reacción a condiciones a reacción los reactivos en su estado estándar se convierten en productos en su estado estándar.

da la siguiente ecuación química

energía libre se calcula como

nde / y 0 son los reactivos en estado estándar y# 1 y - son los productos en su estado estándar. /demás a, bs respectivos coeficientes estequiom2tricos.

general

nde ni y m3 son la multiplicación de los coeficientes estequiom2tricos.

como en el cálculo de laentalpía, en la energía libre estándar de formación para cualquier elemento en su fatm y 4561) es

energía de !ibbs molar de reacción se puede relacionar de manera conveniente con la constante de equilib

cción seg"n la siguiente ecuación

variación de energía libre de !ibbs para un proceso a temperatura y presión constantes viene dada por

temperatura puede ser un factor determinante a la 7ora de 7acer que un proceso sea espontáneo o no lo s

gnificado de

https://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttps://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttps://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Williard_Gibbshttps://es.wikipedia.org/wiki/Williard_Gibbshttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_qu%C3%ADmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Kelvinhttps://es.wikipedia.org/wiki/Julio_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistemahttps://es.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidoshttps://es.wikipedia.org/wiki/Williard_Gibbshttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica


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• a condición deequilibrio es

• a condición deespontaneidad es

• El proceso no es espontáneo cuando

ta "ltima condición nos dice que la reacción no se producirá).

energía de !ibbs molar parcial, es lo que se conoce con el nombre de potencial químico, que es lo que se mane3culos termodinámicos en equilibrio, ya que el equilibrio químico entre dos sistemas implica la igualdad dímicos y su uso facilita los cálculos.

emostración matemática

rtimos de

mo

empla ando

tiplicando por ;

decir

nidades

er una magnitud extensiva, es decir, que depende de la cantidad de sistema, normalmente se va a referir energía por unidad de cantidad de materia. En elSistema ?mol, aunque tamede utili ar @cal?mol.

ntalpíaalpía (delgriego ABCD F Gent7álpHI, Jagregar calorK# formado por A GenI, JenK y BCD F Gt7álpἐ ἐgnitud termodinámica, simboli ada con la letraL may"scula, cuya variación expresa una medida de la cantid

ergía absorbida o cedida por unsistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía que un sistema intercaentorno.

la 7istoria de la termodinámica se 7an utili ado distintos t2rminos para denotar lo que 7oy conocemos ciginalmente se pensó que esta palabra fue creada porNmile 1lapeyron y 9udolf 1lausius a trav2s de la publicació

ación de 1lausius*1lapeyron enThe Mollier Steam Tables and Diagrams de &'4 , pero el primero que definió yt2rmino JentalpíaK fue el 7oland2sLei@e Oamerling7 Mnnes, a principios del siglo PP.&

https://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_equilibrio_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_espont%C3%A1neohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_molar_parcialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_qu%C3%ADmicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griegohttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89mile_Clapeyronhttps://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Clausiushttps://es.wikipedia.org/wiki/Heike_Kamerlingh_Onneshttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_equilibrio_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_espont%C3%A1neohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_molar_parcialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_qu%C3%ADmicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidadeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Idioma_griegohttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%89mile_Clapeyronhttps://es.wikipedia.org/wiki/Rudolf_Clausiushttps://es.wikipedia.org/wiki/Heike_Kamerlingh_Onneshttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa#cite_note-1


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palabras más concretas, es una función de estado de la termodinámica donde la variación permite exprescalor puesto en 3uego durante unatransformación isobárica, es decir, a presión constante en un sistema termodiendo en cuenta que todo ob3eto conocido se puede entender como un sistema termodinámico. Se trata dnsformación en el curso de la cual se puede recibir o aportar energía (por e3emplo la utili ada para un traeste sentido la entalpía es num2ricamente igual al calor intercambiado con el ambiente exterior al sistem

ntro del Sistema


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a un sistema que se de3a evolucionar a presión constante sin variar su composición. -iferenciando la enta

omo

tiene que

ora bien, si la transformación es a presión constante (d8R ) y la composición no varía (d R ), se tiene

se asocia la variación de entalpía a un proceso reversible, se puede identificar ;dS con el calor intercambiso, se puede interpretar la entalpía como el calor intercambiado por el sistema a presión constante. Es impe la definición dLR;dS es estrictamente exacta para 8Rcte y Rcte# su identificación como calor intercamque el proceso sea reversible. Si no lo es, dLR;dS seguirá siendo cierto, pero no lo será el 7ec7o de que ;

mo muc7as reacciones químicas se producen a presión constante y la materia se conserva (no 7ay variacintidad de especies atómicas), la entalpía es muy com"nmente empleada como marcador energ2tico en las ímicas el calor liberado o absorbido por la reacción se interpreta como una variación de entalpía.

presencia del t2rmino de presión tambi2n permite emplear la entalpía como marcador energ2tico en aqueque las diferencias de presión a volumen constante sean relevantes. /sí ocurre por e3emplo en los análisi

s, donde la entalpía se usa como variable termodinámica energ2tica porque permite agrupar t2rminos de pergía interna de forma más compacta.

laciones

nde tenemos las entalpías por unidad de masa,calor específico a presión constante y la variación de la tempera7aya sufrido. Esta fórmula es válida siempre y cuando 1p sea constante para el intervalo de temperatura asistema de estudio.

ntalpía uímica

ra unareacción exot2rmica a presión constante, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía libección, incluyendo la energía conservada por el sistema y la que se pierde a trav2s de la expansión contra

cir que cuando la reacción es exot2rmica la variación de entalpía del sistema es negativa). /nálogamente, cción endot2rmica, la variación de entalpía del sistema es igual a la energía absorbida durante la reacción,

ergía perdida por el sistema y la ganada a trav2s de la expansión contra el entorno (en las reacciones endombio de entalpía es positivo para el sistema, porque gana calor).

entalpía total de un sistema no puede ser medida directamente# la variación de entalpía de un sistema sí dida en cambio.

variación de entalpía se define mediante la siguiente ecuación

https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_endot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_exot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_endot%C3%A9rmica


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entalpía de solución , entalpía de disolución o calor de disolución es el cambio de entalpía asociado a la disolua sustancia en unsolvente a presión constante.

calor de solución es una de las tres dimensiones del análisis desolubilidad. Se expresa más frecuentemente en @>?mmperatura constante. El calor de solución de una sustancia está definido como la suma de la energía absordot2rmica (expresada en @>?mol WpositivosW), y la energía liberada, o energíaexot2rmica (expresada en @>?molnegativosW).

bido a que el calentamiento disminuye la solubilidad de un gas, la disolución de los gases es exot2rmica.nsecuentemente, al disolverse un gas en un solvente líquido, la temperatura disminuye, mientras que la sontin"a liberando energía. Nste es un efecto del incremento en el calor o de la energía requerida para atraersoluto y solvente \en otras palabras, esta energía supera a la energía requerida para separar a las mol2culavente. 1uando el gas está disuelto completamente (eso es puramente teórico dado que ninguna sustancia pinitamente)\ el calor de solución estará al máximo.

proceso de disolución puede verse, termodinámicamente, como si consistiera en tres etapas

&. 9uptura de las atracciones soluto*soluto (endot2rmica), por e3emplo laenergía reticular en el caso de las sale

4. 9uptura de las atracciones solvente*solvente (endot2rmica), por e3emplo elenlace de 7idrógeno en el agua.

Z. $ormación de atracciones solvente*soluto (exot2rmica), en lasolvatación.valor del cambio de entalpía global es la suma de los cambios de entalpía individuales de cada paso. 8or olvernitrato de amonio en agua descenderá la temperatura del agua (la solvatación no compensa el gasto de

mper la estructura cristalina), mientras que el agregar7idróxido de potasio a agua aumentará la temperatura del s

s soluciones con calores negativos de solución forman enlaces fuertes y tienen presiones de vapor ba3as.

or de solución de algunos compuestos seleccionadosruro de 7idrógeno $ [.'[rato de amonio % 45.]Uoníaco $ Z .5

dróxido de potasio $ 5 .]&dróxido de cesio $ &.55ruro de sodio % Z.'rato de potasio % [&.Z'rato de potasio % Z[.'Udo ac2tico $ &.5&

dróxido sódico $ [[.5&mbio enentalpía T H o en @>?mol en agua&

ntalpía de fusiónentalpía de fusión o calor de fusión (TLfus) es la cantidad de energía necesaria para 7acer que unmol de un eleme se encuentre en su punto de fusión pase del estadosólido al líquido, a presión constante. En otras palabras, es ntidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno. Es una magnitud de termodinámica ergía que se puede intercambiar.

entalpía de fusión es uncalor latente ya que durante el proceso decambio de estado no se da un cambio apreciabmperatura. El calor es completamente invertido en modificar la estructura del material para dar movilidadoleculares. 1uando para estudiar la energía necesaria para el cambio de sólido a líquido se 7ace referencia

https://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttps://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Endot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_reticularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_de_hidr%C3%B3genohttps://es.wikipedia.org/wiki/Solvataci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_amoniohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_hidr%C3%B3genohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_amoniohttps://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidr%C3%B3xido_de_cesio&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Clorato_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_s%C3%B3dicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_disoluci%C3%B3n#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Solventehttps://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Joule_(unidad)https://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Endot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Exot%C3%A9rmicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_reticularhttps://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_de_hidr%C3%B3genohttps://es.wikipedia.org/wiki/Solvataci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_amoniohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_hidr%C3%B3genohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_amoniohttps://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidr%C3%B3xido_de_cesio&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Cloruro_de_sodiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Clorato_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nitrato_de_potasiohttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9ticohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3xido_s%C3%B3dicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_disoluci%C3%B3n#cite_note-1https://es.wikipedia.org/wiki/Molhttps://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%B3lidohttps://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquidohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Cambio_de_estado


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sa el parámetro empleado es el Jcalor específico de fusiónK en cal?g o >?g. Sin embargo cuando se quiererencia a la unidad absorbida pormol de sustancia en cambio de estado se emplea la Jentalpía de fusiónK en

lores de entalpías de fusión de sustancias comunes

Sustancia Calor de fusión &cal'g( Calor de fusión &)'g( Entalpía de fusión &*)'mol(ua U, 4 ZZZ,55 ], 4ano &Z,U] 5',[& ,U[ano 44, Z U5,& 4,']

opano &U,&& U,U] Z,54anol 4Z, UU,&] Z,&'anol 4], 5 & ',UU [,'cerina [ ,U5 4 ,]4 &',[do fórmico ]], 5 4 ],Z5 &4, 4do ac2tico [5,U& &U4, U &&,5Ztona 4Z,[4 U ,UU 5,]Unceno Z ,[5 &4 ,[ U,U5do palmítico ZU,&' &]Z,UZ [4, Zdo esteárico [ ,5[ &U',U& 5],5Z

rafina (145L54) [ *54 4 *44 * ,[

s valores de esta tabla 7an sido obtenidos del :anual 191 Handbook of Chemistry and Physics , Edición n6]4.& anversión entre cal?g y >?g se 7a reali ado teniendo en cuenta el factor de conversión termoquímico & calios.s valores de entalpías de fusión (@>?mol) 7an sido obtenidos multiplicando los calores de fusión (>?g) p

oleculares de cada sustancia (g?mol) y dividido por mil.

ntalpía de vapori+aciónentalpía de vapori+ación o calor de vapori+ación es la cantidad de energía necesaria para que launidad de mas ilogramo, mol, etc.) de unasustancia que se encuentre enequilibrio con su propiovapor a una presión de una atmóse completamente del estado líquido al estadogaseoso. Se representa por , por ser unaentalpía. El valorminuye a temperaturas crecientes, lentamente cuando se está le3os del punto crítico, más rápidamente al acercarscima de latemperatura crítica las fases de líquido y vapor ya no coexisten. !eneralmente se determina en el punto ullición de la sustancia y se corrige para tabular el valor encondiciones normales.

lores seleccionados

talpías de vapori ación de algunas sustancias comunes, medidas a sus respectivos puntos de ebullición.

Compuesto Entalpía de vapori+ación&*) mol ,- (Calor de vapori+ación

&*) *g ,- (ua [ ,]5 445oníaco 4Z,Z5 &Z &tano 4&, Z4anol Z',] '[&sfina &[,] [4U,[drógeno ,[] [5&,Uano ',&U ]

anol Z],& && [opano &5, Z5]

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cada uno de los elementos químicos

Elemento Calor de vapori+ación & *)'mol (inio n?aminio 4UZ.[imonio .&[on ].[[2nico Z[. ]ato &&]

ufre &. & 5rio &[4rilio 4U4.[muto & [.'ro ['U.omo &5.[Z'dmio &sio ] . [cio &5Z.]

rbono Z55.'

rio [&[nc &&5.Zconio 5'.4

oro & .4omo Z[[.Zbalto Z ].5bre Z .Zcandio Z&[.4ta%o 4U5.'troncio &[[

or Z.4]U'io 45'.manio ZZ .Usforo &4.&4Ufnio 5 5lio . '[5drógeno .[[UZ]dio 4Z&.5dio ] [

erro Z[U.]

io Z]Ziptón U. 4Untano [&[io &[5.U4nesio &4 .[ganeso 44]curio 5U.44Uibdeno 5U'ón &. Z4]ptunio n?a

quel Z .[obio ]U].]

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Elemento Calor de vapori+ación & *)'mol (rógeno 4. U4'o ZZ[.[

smio ]4 .]xígeno Z.[ UUadio Z5ta 45 .5'tino 5&

omo & .

lonio ] .&tasio U.''dio Zdón &].[nio &5dio [UZbidio 4.4&]tenio 5U5lenio 4].Zicio Z'[.44

dio U].U]talio [Znecio ]]urio 54.55o &][.&io 5&[.[anio [4&ngsteno '4[nadio [54nón &4.]Z]

do 4 . 54

alor latentecalor latente es laenergía requerida por una cantidad de sustancia para cambiar de fase, desólido a líquido (calor ión) o de líquido a gaseoso (calor de vapori ación). Se debe tener en cuenta que esta energía en forma de

vierte para el cambio de fase y no para un aumento de la temperatura.

de antiguo se usaba la expresióncalor latente para referirse al calor de fusión o de vapori ación. Latente , en latín,iere decirescondido , y se llamaba así porque, al no notarse un cambio detemperatura mientras se produce el came (a pesar de a%adir calor), 2ste se quedaba escondido. a idea proviene de la 2poca en la que se creía qua sustancia fluida denominadacalórico. 8or el contrario, el calor que se aplica cuando la sustancia no cambiamenta la temperatura, se llamacalor sensible.

ando se aplicacalor a un tro o de7ielo, va subiendo su temperatura 7asta que llega a V1 (temperatura decambioado)# a partir de ese momento, aunque se le siga aplicando calor, la temperatura no cambiará 7asta que setodo. Esto se debe a que el calor se emplea en la fusión del 7ielo. =na ve fundido el 7ielo la temperatur

bir 7asta llegar a & V1# desde ese momento, la temperatura se mantendrá estable 7asta que se evapore

concepto fue introducido alrededor de & ]4 por el químico escoc2s>osep7 0lac@ .

ta cualidad se utili a en lacocina, enrefrigeración, en bombas de calor y es el principio por el que el sudor enfría eerpo.

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alor latente de algunas sustancias

importante saber que cada materia tiene un calor latente distinto# cada sustancia tiene sus propios caloreión y vapori ación.

• /gua

o de fusión ZZ[ @>?@g ( U, @cal?@g) a V1#

o de vapori ación 445 @>?@g (5ZU,[ @cal?@g) a & V1.• /moníaco

o de fusión 5Z @>?@g (&' @cal?@g) a ` , Z V1#

o de vapori ación &Z]U @>?@g (Z4 @cal?@g) a `ZZ,Z[ V1.

ando se expresa el calor latente de una sustancia, es necesario dar tambi2n la temperatura a la que se prodmbi2n 7ay vapori ación o fusión, en menor cantidad, a otras temperaturas (por e3emplo, la evaporación d

l se produce a temperaturas inferiores a & V1) y, en esos casos, el calor latente tiene valores distintos

agua tiene un calor de vapori ación alto ya que, para romper los puentes de 7idrógeno que enla an las mcesario suministrar muc7a energía# tambi2n tiene un calor de fusión alto.

a de las venta3as del elevado calor de vapori ación del agua es que permite a determinados organismos dmperatura corporal. Esta refrigeración se debe a que, para evaporarse, el agua de la piel (el sudor) absorbema de calor del cuerpo, lo que 7ace disminuir la temperatura superficial. Mtro buen e3emplo del calor latpori ación del agua es cuando se riega el suelo el agua se evapora y absorbe energía, por lo que el ambi

ambios de estado

mo se 7a dic7o, cuando una sustancia cambia de estado absorbe o cede calor sin que se produ ca un cammperatura. El calor que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de estado ende se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de estado.

r e3emplo, para que el agua pase de sólido (7ielo) a líquido, a V1 se necesitan ZZ[ >?@g o ZZ[ @mbie de líquido a vapor a & V1 se precisan 4 4] >?@g.

s cambios de estado se pueden explicar de forma cualitativa del siguiente modo

un sólido los átomos y mol2culas ocupan las posiciones fi3as de los nudos de una red cristalina. =n sólidsencia de fuer as externas, un volumen fi3o y una forma determinada.

s átomos y mol2culas vibran, alrededor de sus posiciones de equilibrio estable, cada ve con mayor ampe se incrementa la temperatura. lega un momento en el que vencen a las fuer as de atracción que mantiemos en sus posiciones fi3as y el sólido se convierte en líquido. os átomos y mol2culas siguen unidos poacción, pero pueden moverse unos respecto de los otros, lo que 7ace que los líquidos se adapten al recipientiene pero mantienen un volumen constante.

ando se incrementa a"n más la temperatura, se vencen las fuer as de atracción que mantienen unidos a lool2culas en el líquido. as mol2culas están ale3adas unas de las otras, se pueden mover por todo el recipientiene y solamente interaccionan cuando están muy próximas entre sí, en el momento en el que c7ocan. =ma del recipiente que lo contiene y tiende a ocupar todo el volumen disponible.

https://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADacohttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Amon%C3%ADaco


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e3emplo clásico en el que se utili an los conceptos de calor específico y calor latente es el siguiente

erminar el calor que 7ay que suministrar para convertir & g de 7ielo a `4 V1 en vapor a & V1. os duientes

• calor específico del 7ielo c7 R 4 U >?(@g O)

• calor defusión del 7ielo f R ZZ[ >?@g

• calor específico del agua c R [&' >?(@g O)

• calor devapori ación del agua v R 4 4] >?@g

apas

Se eleva la temperatura de &g de 7ielo de *4 V1 (45Z O) a V1 (4 Z O) Y & R . & 4 U Se funde el 7ielo Y 4 R . & ZZ[ R ZZ[ >Se eleva la temperatura del agua de V1 (4 Z O) a & V1 (Z Z O) Y Z R . & [&' (Z Z*Se convierte & g de agua a & V1 en vapor a la misma temperatura Y [ R . & 44] R 44

calor total es R &X 4X ZX [ R Z 5Z,' >.se dispone de una fuente de calor que suministra una energía a ra ón constante de q >?s, se puede calculada una de las etapas

la figura, que no se 7a 7ec7o a escala, se muestra cómo se va incrementando la temperatura a medida qusistema. a vapori ación del agua requiere de gran cantidad de calor como podemos observar en la gráficculos reali ados en el e3emplo.

figura de aba3o está 7ec7a a escala con el programa Excel de :icrosoft, tomando los datos de la tabla

Calor. / temperatura 0 &1C(*4,'5,'

UZ,' &5Z,' &

dida del calor latente de fusión

llena un termo con 7ielo y se cierra. / trav2s del tapón se pasa un largo tubo de vidrio de peque%a seccióe conectan con una resistencia por la que circula una corriente el2ctrica que calienta el 7ielo para convertV1.

a%ade agua a trav2s del tubo para rellenar la botella y propio el tubo.

la parte i quierda de la figura, se muestra la situación inicial. En la parte derec7a, la situación al cabo dempo t despu2s de conectar la resistencia a una batería.

resistencia el2ctrica calienta el 7ielo, se funde y el volumen del sistema disminuye, como consecuencia, bo de vidrio al termo. :edimos la variación de altura del agua en el tubo vertical graduado.

experimento consiste en medir la energía necesaria para reducir el volumen del sistema en una determinamperatura constante y a presión constante.

https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_(cambio_de_estado)https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vaporizaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Fusi%C3%B3n_(cambio_de_estado)https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vaporizaci%C3%B3n


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el estado inicial tenemos una masa : de 7ielo de densidad 7R .U& g?cm en un volumen Q.

: R 7 Q

abo de un cierto tiempo t, una masa Tm de 7ielo se 7a convertido en agua de densidad aR&. g?cm . El volumtema disminuye y la variación de volumen, en valor absoluto, es

ra fundir una masa Tm de 7ielo y convertirla en agua se necesita una cantidad de calor

R f Tm

nde f es el calor latente de fusión

disminuir el volumen del sistema, el agua del tubo vertical entra en el termo, disminuyendo la altura en TQ

demos medir el calor que suministra la resistencia el2ctrica en el tiempo t.

Ri4 9 t

imos la variación de la altura T7 de agua en el tubo de vidrio vertical y despe3amos el calor latente de fu

emplo• a sección del tubo vertical vale SR .& '4 cm

• a densidad del 7ielo 7R .U& g?cm

• a densidad del agua aR&. g?cm

precisan R&Z&[ > para que el nivel de agua en el tubo vertical disminuya T7R4 cm.

dos estos procesos se utili an en la materia que es Es decir es todo aquello que ocupa un sitio en el espaciar, se puede sentir, se puede medir, etc.

unto de rocío

mágenes del fenómeno.

punto de rocío o temperatura de rocío es la temperatura a la que empie a a condensarse elvapor de agua conten

aire, produciendorocío, neblina, cualquier tipo de nube o, en caso de que la temperatura sea lo suficientemencarc7a.

https://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Airehttps://es.wikipedia.org/wiki/Roc%C3%ADo_(fen%C3%B3meno_f%C3%ADsico)https://es.wikipedia.org/wiki/Nieblahttps://es.wikipedia.org/wiki/Nieblahttps://es.wikipedia.org/wiki/Escarchahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Airehttps://es.wikipedia.org/wiki/Roc%C3%ADo_(fen%C3%B3meno_f%C3%ADsico)https://es.wikipedia.org/wiki/Nieblahttps://es.wikipedia.org/wiki/Escarcha


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ra una masa dada de aire, que contiene una cantidad dada de vapor de agua (7umedad absoluta), se dice que la 7umativa es la proporción de vapor contenida en relación a la necesaria para llegar al punto de saturación, expresada ercenta3e. 1uando el aire se satura (7umedad relativa igual al & ) se llega al punto de rocío. a saturar un aumento de 7umedad relativa con la misma temperatura, o por un descenso de temperatura con la mativa.

la que relaciona la temperatura, la 7umedad relativa y el punto de rocío.

ciendo un e3emplo aplicativo

3o se pudo entender &error l45ico(6 Pr78 8s rt9:;


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ra evitar la condensación de agua existen equipos que secan el aire, reduciendo los niveles de vapor de agr3udiquen a nuestra instalación o proceso. =tili amos la temperatura de 8unto de rocío para medir el grad

aire comprimido.

nceptos importantes6

• 8unto de rocío /tmosf2rico la temperatura a la que el vapor de agua comien a a condensarse en la n presión atmosf2rica).

• 8unto de rocío a 8resión la temperatura a la que el vapor de agua comien a a condensarse con una p(temperatura de condensación que afecta en una instalación de aire comprimido).

alor específico

capacidad calorífica específica , calor específico o capacidad t4rmica específica es unamagnitud física que se dmo la cantidad de calor que 7ay que suministrar a la unidad de masa de una sustancia o sistema termodinámico paravar sutemperatura en una unidad. En general, el valor del calor específico depende del valor de la temperale representa con la letra (min"scula).

forma análoga, se define lacapacidad calorífica como la cantidad decalor que 7ay que suministrar a toda lamasa da sustancia para elevar su temperatura en una unidad (@elvin o grado 1elsius). Se la representa con la letray"scula).

r lo tanto, la capacidad calorífica específica es el cociente entre la capacidad calorífica y la masa, esto esnde es la masa de la sustancia.&

troducción

calor específico es una propiedad intensiva de la materia, por lo que es representativo de cada materia# por ecapacidad calorífica es una propiedad extensiva representativa de cada cuerpo o sistema particular .Z (Qer tabla en1pecífico y capacidad calorífica de algunos materiales.)

anto mayor es el calor específico de las sustancias, más energía calorífica se necesita para incrementar la r e3emplo, se requiere oc7o veces más energía para incrementar la temperatura de un lingote demagnesio que paragote de plomo de la misma masa.nota &

t2rmino Wcalor específicoW tiene su origen en el traba3o del físico>osep7 0lac@ , quien reali ó variadas medidasorim2tricas y usó la frase capacidad para el calorh.[ En esa 2poca lamecánica y latermodinámica se consideraba

ncias independientes, por lo que actualmente el t2rmino podría parecer inapropiado# tal ve un me3or nonsferencia de energía calorífica específica , pero el t2rmino está demasiado arraigado para ser reempla ado.5

uaciones básicas

capacidad calorífica específica media ( ) correspondiente a un cierto intervalo de temperaturas se defima

https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Masahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1https://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-3https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-3https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica#Calor_espec.C3.ADfico_y_capacidad_calor.C3.ADfica_de_algunos_materialeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica#Calor_espec.C3.ADfico_y_capacidad_calor.C3.ADfica_de_algunos_materialeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-4https://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Blackhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Laider-5https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Laider-5https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Serway2003-6https://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_termodin%C3%A1micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Masahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Krane2002-1https://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_intensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADficahttps://es.wikipedia.org/wiki/Propiedad_extensivahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-3https://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica#Calor_espec.C3.ADfico_y_capacidad_calor.C3.ADfica_de_algunos_materialeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_calor%C3%ADfica#Calor_espec.C3.ADfico_y_capacidad_calor.C3.ADfica_de_algunos_materialeshttps://es.wikipedia.org/wiki/Magnesiohttps://es.wikipedia.org/wiki/Plomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-4https://es.wikipedia.org/wiki/Joseph_Blackhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorimetr%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Laider-5https://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADfico#cite_note-Serway2003-6


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• :uc7os sólidos tenían una capacidad calorífica cercana a Z R de acuerdo con laley de -ulong*8etit. El :odelo -ebye basado en aspectos cuánticos del problema de transmisión de calor dentro de una red cristalinadio una explicación convincente de la ley empírica de -ulong*8etit.

• :uc7os gases tenían capacidades caloríficas cercas a R?4 (donde es un n"mero entero dependiente de lestructura molecular del gas).

nidades

idades de calor

unidad de medida del calor en el Sistema ).

caloría (cal) tambi2n se usa frecuentemente en las aplicaciones científicas y tecnológicas. a caloría se dentidad de calor necesario para aumentar en & V1 y a la presión de una atmósfera (& atm), la temperatura ua destilada, en el intervalo de &[,5 V1 a &5,5 V1.' Es decir, tiene una definición basada en el calor específico. cer notar que la caloría no está reconocida en elSistema


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comportamiento termodinámico de las mol2culas de los gasesmonoatómicos, como el 7elio y de los gasesdiatómimo el7idrógeno es muy diferente. En los gases monoatómicos, laenergía interna corresponde "nicamente amo imiraslaci!n . os movimientos traslacionales son movimientosde cuerpo completo en un espacio tridimensional en epartículas se mueven e intercambian energía en colisiones en forma similar a como lo 7arían pelotas de gun recipiente que se agitaran con fuer a. (vea la animaciónaquí). Estos movimientos simples en los e3es dime

_, y j implican que los gases monoatómicos solo tienen tresgrados de libertad traslacionales.

s mol2culas con mayor atomicidad, en cambio tienen varios grados de libertadinternos , rotacionales y vibracionacionales ya que son ob3etos comple3os. Se comportan como una población de átomos que pueden move

ol2cula de distintas formas (ver la animación a la derec7a). a energía interna se almacena en estos movimr e3emplo, el itrógeno, que es una mol2culadiatómica, tienecinco grados de libertad disponibles los tres trass dos rotacionales de libertad interna. 1abe destacar que la capacidad calorífica molar a volumen constanonoatómicos es , siendo R la 1onstante =niversal de los gases ideales, mientras que para el itrógeno (biatóme , lo cual muestra claramente la relación entre los grados de libertad y el calor específico.

a molar

culo principal Masa molar

a de las ra ones por las que el calor específico adopta diferentes valores para diferentes sustancias es la dsas molares, que es la masa de un mol de cualquier elemento, la cual es directamente proporcional a la maelemento, suma de los valores de lasmasas atómicas de la mol2cula en cuestión. a energía calorífica se alm

acias a la existencia de átomos o mol2culasvibrando. Si una sustancia tiene una masa molar más ligera, entoncamo de ella tiene más átomos o mol2culas disponibles para almacenar energía. Es esta la ra ón por la que7idrógestancia con la menor masa molar, tiene un calor específico tan elevado# porque un gramo de esta sustancintidad muy grande de mol2culas.

a consecuencia de este fenómeno es que, cuando se mide el calor específico en t2rminos molares la diferestancias se 7ace menos acusada, y el calor específico del 7idrógeno de3a de ser atípico. -el mismo modo, oleculares (que tambi2n absorben calor en sus grados internos de libertad), pueden almacenar grandes canergía por mol si se trata de mol2culas grandes y comple3as, y en consecuencia su calor específico medido

sicos es menos notable.que ladensidad media de un elemento químico está fuertemente relacionada con su masa molar, en t2rminste una fuerte correlación inversa entre la densidad del sólido y su c p (calor específico a presión constante mediminos másicos). !randes lingotes de sólidos de ba3a densidad tienden a absorber más calor que un lingoteido de la misma masa pero de mayor densidad ya que el primero por lo general contiene más átomos. Ent2rminos generales, 7ay una correlación cercana entre elolumen de un elemento sólido y su capacidad calorífi

n embargo, 7ay muc7as desviaciones de esta correlación general.

laces puente de idrógeno

culo principal "nlace por puente de hidr!geno

s mol2culas que contienenenlaces polares de 7idrógeno tienen la capacidad de almacenar energía calorífica en 2stoaces, conocidos como puentes de 7idrógeno.

pure+as

el caso de lasaleaciones, 7ay ciertas condiciones en las cuales peque%as impure as pueden alterar en granor específico medido. as aleaciones pueden mostrar una marcada diferencia en su comportamiento inclupure a en cuestión es uno de los elementos que forman la aleación# por e3emplo, las impure as en aleacmiconductoras ferromagn2ticas pueden llevar a mediciones muy diferentes, tal como predi3eron por primeragan.&&

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bla de calores específicos J sustancias

Sustancia Kasec p

&másico()Lg,- LM ,-

c p&molar(

)Lmol ,- LM ,-

cv&molar(

)Lmol ,- LM ,-

Capacidadcalorífica volum4trica

) cm ,> M ,-

s monoatómico (! 4','4 4 .[trógeno gas &, [ 4U,&4 4 ,'xígeno gas ,U&' 4U,[ 4&,&e (en condicionesicas de 7abitaciónnota Z ) gas &, &4 4U,&U

minio sólido ,'U 4[,4oníaco líquido [, ' , '

timonio sólido ,4 45,42nico sólido ,Z4' 4[,]rilio sólido &,'4 &],[rbono (diamante) sólido ,5&Urbono (grafito) sólido , &&bre sólido ,Z'5 4[,[mante sólido ,5 U& ?.--Oanol líquido 4,[[ &&4

solina líquido 4,44 44'ro sólido ,&4U& 45,[4ata sólido ,4Z 45,5]afito sólido , & ',5Zerro sólido ,[5 45,&quel sólido ,[[[omo sólido ,&4U 4],[lframio sólido ,&ZZanio sólido ,54Ztio sólido Z,5' 4[,'gnesio sólido &, 4 4[,Ucurio líquido ,&ZU5 4 ,U'ón gas &, Z & 4 , ']4 &4,[ &ra de parafina sólido 4,5 !!lice (fundido) sólido , Z [4,4anio sólido !.--? 4 ,ua gas (& V1) 4, ' Z ,[ 4', Z

ua líquido (45 V1) [,&'&Z 5,Z4 [,5Z

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Sustancia Kasec p

&másico()Lg,- LM ,-

c p&molar(

)Lmol ,- LM ,-

cv&molar(

)Lmol ,- LM ,-

Capacidadcalorífica volum4trica

) cm ,> M ,-

ua sólido ( V1) 4,&&[ Z', Umina /l 4MZ sólido ,&]M sólido ,[51 sólido ,Z[[ylon ]] sólido &,4 *4, U

nólicos sólido &,[ *&,]lietileno (/-) sólido &,U4*4,Zlipropileno sólido &,''litetrafluoretileno sólido &, 5

0odas las medidas son a O C a menos ue se indi ue lo contrario.Qos mínimos J má5imos notables se muestran en negritaB

&.

-ivida el calor específico másico del :agnesio entre ' y comprobará que es muy cercano a oc7o veces el dor específico del agua es igual a ,UU U5 cal?(g O.8uede notar que el calor específico (molar) de los gases monoatómicos se comporta de acuerdo a cier

entras que los valores predic7os para otros gases no se a3ustan con la misma precisión.

&. Suponiendo unaaltitud de &U[ metros (el promedio de la población mundial), una temperatuun [ ,'5 de 7umedad y ] mmLg de presión.

teriales de construcción

tos datos son de utilidad al calcular los efectos del calor sobre los materiales que formen un edificio

Sustancia Estado de agregación c p) g ,- M ,-

alto sólidodrillo sólidormigón sólidodrio, sílice sólidodrio, crokn sólidodrio, flint sólidodrio, pyrex sólidonito sólidoso sólidomol , mica sólidona sólidoelo sólido

dera sólido

alor sensible

or sensible es aquel que recibe un cuerpo o un ob3eto y 7ace que aumente su temperatura sin afectar su eolecular y por lo tanto suestado. En general, se 7a observado experimentalmente que la cantidad de calor nec

https://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttps://es.wikipedia.org/wiki/Al%C3%BAminahttps://es.wikipedia.org/wiki/Al%C3%BAminahttps://es.wikipedia.org/wiki/Al%C3%BAminahttps://es.wikipedia.org/wiki/Al%C3%BAminahttps://es.wikipedia.org/wiki/Nylonhttps://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Polipropilenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Politetrafluoretilenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Altitudhttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Granitohttps://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_(mineral)https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttps://es.wikipedia.org/wiki/Micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttps://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttps://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materiahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttps://es.wikipedia.org/wiki/Al%C3%BAminahttps://es.wikipedia.org/wiki/Nylonhttps://es.wikipedia.org/wiki/Polietilenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Polipropilenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Politetrafluoretilenohttps://es.wikipedia.org/wiki/Altitudhttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Asfaltohttps://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillohttps://es.wikipedia.org/wiki/Hormig%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Vidriohttps://es.wikipedia.org/wiki/Granitohttps://es.wikipedia.org/wiki/Yeso_(mineral)https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1rmolhttps://es.wikipedia.org/wiki/Micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Arenahttps://es.wikipedia.org/wiki/Suelohttps://es.wikipedia.org/wiki/Maderahttps://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n_de_la_materia


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entar o enfriar un cuerpo es directamente proporcional a la masa del cuerpo y a la diferencia de temperatunstante de proporcionalidad recibe el nombre decalor específico.

nombre proviene de la oposición acalor latente, que se refiere al calor WescondidoW, es decir que se suminisse notaW el efecto de aumento de temperatura como un cambio de fase de7ielo a agua líquida y de 2sta avapor . El cansible sí se nota, puesto que aumenta la temperatura de la sustancia, 7aciendo que se perciba como Wmáscontrario, si se le resta calor, la percibimos como Wmás fríaW.

ra aumentar la temperatura de un cuerpo 7ace falta aplicarle una cierta cantidad de calor (energía). a cantidad de icada en relación con la diferencia de temperatura que se logre depende delcalor específico del cuerpo, que es di

ra cada sustancia.calor sensible se puede calcular en algunos casos simples

• Si el proceso se efect"a a presi!n constante

donde H es laentalpía del sistema,m es la masa del cuerpo, es elcalor específico a presi!n constante (definidocantidad de calor requerida para aumentar en un grado la temperatura de la unidad de masa de un cuerpo

nstante), es la temperatura final y es la temperatura inicial del cuerpo.• Si el proceso se efect"a aolumen constante

donde# representa laenergía interna del sistema,n son las moles de la sustancia y es elcalor específico a olumstante . os valores de calor específico varían tambi2n con la temperatura ambiente y el estado físico de asustancias.

nergía internafísica, la energía interna $#% de un sistema intenta ser un refle3o de la energía a escala macroscópica. :ás

ncretamente, es la suma de

• la energía cin&tica interna , es decir, de las sumas de las energías cin2ticas de las individualidades que lrespecto al centro de masas del sistema,

• la energía potencial interna , que es la energía potencial asociada a las interacciones entre estas individu

energía interna no incluye la energía cin2tica traslacional o rotacional del sistema como un todo. ;ampocergía potencial que el cuerpo pueda tener por su locali ación en un campo gravitacional o electrostático e

do cuerpo posee una energía acumulada en su interior equivalente a la energía cin2tica interna más la enererna.

https://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_internahttps://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsicahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_latentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Temperaturahttps://es.wikipedia.org/wiki/Hielohttps://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Vapor_de_aguahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calorhttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Calor_espec%C3%ADficohttps://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_internahttps://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica


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pensamos en constituyentes atómicos o moleculares, será el resultado de la suma de laenergía cin2tica de lasmol2tomos que constituyen el sistema (de sus energías de traslación, rotación y vibración) y de laenergía potencial ermolecular (debida a lasfuer as intermoleculares) e intramolecular de la energía de enlace.

• En un gas ideal monoatómico bastará con considerar la energía cin2tica de traslación de sus átomos.

• En un gas ideal poliatómico, deberemos considerar además la energía vibracional y rotacional de las

• En un líquido o sólido deberemos a%adir la energía potencial que representa las interacciones molec

de el punto de vista de latermodinámica, en unsistema cerrado (o sea, de paredes impermeables), la variaciónergía interna es igual a la suma de las cantidades de energía comunicadas al sistema en forma de calor y d

(En termodinámica se considera el traba3o negativo cuando este entra en el sistema termodsitivo cuando sale). /unque el calor transmitido depende del proceso en cuestión, la variación de energía idependiente del proceso, sólo depende del estado inicial y final, por lo que se dice que es unafunción de estado. -elsmo modo es una diferencial exacta, a diferencia de , que depende del proceso.

enfo ue termodinámico6 la ecuación fundamental

termodinámica se deduce la existencia4 de una ecuación de la forma

nocida comoecuaci!n fundamental en representaci!n energ&tica .

importancia de la misma radica en que concentra en una sola ecuación toda la información termodinámictema. a obtención de resultados concretos a partir de la misma se convierte entonces en un proceso siste

calculamos su diferencial

definen sus derivadas parciales

• la temperatura

• la presión

• el potencial químico .

mo ;, 8 y son derivadas parciales de =, serán funciones de las mismas variables que =

https://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_intermoleculareshttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_de_enlacehttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_de_enlacehttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Monoat%C3%B3micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cerradohttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cerradohttps://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna#cite_note-2https://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_qu%C3%ADmicohttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttps://es.wikipedia.org/wiki/Mol%C3%A9culahttps://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81tomohttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttps://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_intermoleculareshttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_de_enlacehttps://es.wikipedia.org/wiki/Gas_idealhttps://es.wikipedia.org/wiki/Monoat%C3%B3micohttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cerradohttps://es.wikipedia.org/wiki/Funci%C3%B3n_de_estadohttps://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1micahttps://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna#cite_note-2https://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_qu%C3%ADmico


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tas relaciones reciben el nombre deecuaciones de estado . 8or lo general no se dispone de la ecuación fundametema. En ese caso sus sustitución por el con3unto de todas las ecuaciones de estado proporcionaría una inuivalente, aunque a menudo debamos conformarnos con un subcon3unto de las mismas.

gunas variaciones de la energía interna

aumentar la temperatura de un sistema, sin que varíe nada más, aumenta su energía interna refle3ado en el ergía t2rmica del sistema completo o de la materia estudiada.

nvencionalmente, cuando se produce una variación de la energía interna manifestada en la variación del ccedido, mantenido o absorbido se puede medir este cambio en la energía interna indirectamente por la va

mperatura de la materia.

iación sin cambio de estado

n que se modifique elestado de la materia que compone el sistema, se 7abla de variación de la energía internaor sensible y se puede calcular de acuerdo a los siguientes parámetros#

nde cada t2rmino con sus unidades en elSistema ).

7 calor específico de la materia (>?@g O).

7 masa.

7 temperatura final del sistema * temperatura inicial (O).

emplo

cular la energía total de un sistema compuesto de & g de agua en condiciones normales, es decir a la altumósfera de presión y a &[ V1 para llevarlo a &56 1, sabiendo que el 1e del agua es R & Gcal?g V1I.

icando la fórmula y reempla ando los valores, tenemos#

R & Gcal?g V1I & GgI (&5 * &[) GV1I R & GcalI

ergía cin4tica media de un gas ideal

R 1onstante de 0olt mann R &,Z' &*4Z >?O

RQelocidad media de la mol2cula

s propiedades termodinámicas de un gas ideal pueden ser descritas por dos ecuaciones

ecuación de estado de un gas ideal clásico que es laley de los gases ideales

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aenergía interna a volumen constante de un gas ideal que queda determinada por la expresión

nde

• P es la presión

• ' es elvolumen

• n es lacantidad de sustancia de un gas (enmoles)

• R es laconstante de los gases ('.Z&[>O ̀&mol*&)

• T es la temperatura absoluta

• # es laenergía interna del sistema

• es elcalor específico adimensional a volumen constante, Z?4 para ungas monoatómico, 5?4 para diatómico y Z para mol2culas más comple3as.

cantidad de gas en>O ̀& es donde

• ( es el n"mero de partículas de gas

• es laconstante de 0olt mann (&.Z'& &̀4Z> O `&).

distribución de probabilidad de las partículas por velocidad o energía queda determinada por ladistribución delt mann.

iación con modificación de la composición uímica

se produce alteración de la estructura atómica*molecular, como es el caso de lasreacciones químicas o cambio de 7abla de variación de la energía internauímica o variación de la energía internalatente .

ta condición de cambio de estado se puede calcular de acuerdo a

nde 7 1oeficiente de cambio de estado, medido en G>?@gI

ase tambi2n "ntalpía

iación nuclear

culo principal ")ui alencia entre masa y energía

nalmente, en las reacciones defisión y fusión se 7abla de energía internanuclear .

eacción S 3

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presentación de bolas y palos de la reacción S 4 del:eSL con el:e< .

tructura del estado de transición S 4.

reacción S 3 (conocida tambi2n comosustitución nucleofílica bimolecular o comoata ue desde atrás ) es un tistitución nucleofílica, donde un par libre de unnucleófilo ataca un centroelectrofílico y seenla a a 2l, expulsandoupo denominadogrupo saliente. En consecuencia, el grupo entrante reempla a al grupo saliente en una etapa

dos especies reaccionantes están involucradas en estaetapa limitante lenta de la reacción química, esto conduce ambre desustituciónnucleofílica bi molecular, oS ( *. Entre los químicos inorgánicos, la reacción S 4 es conocidacuentemente como elmecanismo de intercambio .

canismo de la reacción

reacción ocurre más frecuentemente en un centro de carbono alifático7ibridado en spZ, con un grupo saliente estctronegativo * * frecuentemente un átomo 7alogenuro. a ruptura del enlace 1* , y la formación desucede simultáneamente para formar unestado de transición en el que el carbono ba3o ataque nucleofílico est

ntacoordinado, en una 7ibridación aproximadamente sp4. El nucleófilo ataca al carbono a &' V del grupo saliente, p

e esto proporciona el me3or traslape entre el par libre del nucleófilo, y el orbital antienla ante 1* . Eliberado del lado opuesto, y se forma el producto.

el sustrato ba3o ataque nucleofílico esquiral, la reacción conduce a una inversión de laestereoquímica, denominadversión de +alden.

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acción S 4 del bromoetano con el ion 7idróxido. os productos son etanol y ion bromuro.

un e3emplo de la reacción S 4, el ataque delML̀ (el nucleófilo) en un bromoetano (el electrófilo) resulta en etanolomuro liberado como el grupo saliente.

ataque S 4 ocurre si la ruta de atrás del ataque no está bloqueada est2ricamente por sustituyentes en el sustrato. Ennsecuencia, estemecanismo sucede inusualmente en un centrocarbono primario descubierto. Si 7ay 7acinamient2rico en el sustrato, cerca al grupo saliente, tal como un centro carbono terciario, la sustitución involucracanismoS &, en ve de S 4 (unaS & sería más probable en este caso, debido a que se podría formar un interbocatiónico suficientemente estable).

química de coordinación, la sustitución asociativa procede por medio de un mecanismo similar al S 4.

actores ue afectan a la reacción

basicidad del grupo saliente . /l comparar lavelocidad de reacción S 4 de compuestos con átomos en el mismgriódico (por e3emplo, los7alogenuros), los resultados muestran que la 7abilidad comogrupo saliente durante unacción S 4 depende de su basicidad. En general,a menor basicidad de un grupo+ mayor es su capacidad como grupoente . 8or e3emplo, el ionyoduro es una base muy d2bil, y debido a esto, es un excelente grupo saliente. asbiles no comparten bien suselectrones, debido a que están muy le3os del n"cleo, lo que 7ace que sus enlacesromper. En contraste, el ionfluoruro es una base más fuerte que los otros 7alogenuros y, en consecuencia, ese se comporte como grupo saliente. En efecto, el ion fluoruro es una base tan fuerte que los compuestos qencialmente no sufren reacción S 4. Mbservando la tabla periódica, la basicidad relativa decrece 7acia aba3o

&Tase más fuerte( $* 1l* 0r *


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bos mecanismos (por e3emplo, en un centro de carbono secundario), el mecanismo depende del solventencentración del nucleófilo o las características del grupo saliente.

s reacciones S 4 son favorecidas generalmente en 7alogenuros de alquilo primarios o secundarios, con unsolventerótico. Se llevan a cabo a una velocidad despreciable en 7alogenuros de alquilo terciarios, debido al impedimento2rico.

importante entender que las reacciones S 4 y S & son dos extremos en la escala continua de mecanismos de ra los procesos de sustitución, es posible encontrar muc7as reacciones que muestran tanto un carácter S 4 como ca& en sus mecanismos. 8or e3emplo, es posible encontrar un par iónico formado a partir de un 7alogenuro de alque los iones no están completamente separados cuando estos sufren sustitución la estereoquímica se inve4) para muc7as de las mol2culas reaccionantes, pero unas pocas mostrarán retención de la configuración.

ompetencia con E

a reacción secundaria com"n que se presenta en las reacciones S 4 es la eliminación E4 el anión entrante puedemo una base en ve de como un nucleófilo, sustrayendo un protón, y conduciendo a la formación delalqueno. Este ede ser demostrado en la reacción en fase gaseosa entre unsulfonato y un bromuro de alquilo que tiene lugar en eerior de unespectrómetro de masas& 4

n el bromuro de etilo, el producto de reacción es predominantemente el producto de sustitución. / la par conremento delimpedimento est2rico alrededor del centro electrofílico, como con el bromuro de isobutilo, la sustituc

sfavorecida, y la eliminación es la reacción predominante. Mtros factores que favorecen la eliminación sose, con el sustrato ben oato menos básico, el bromuro de isopropilo reacciona con 55 de sustitución. En gecciones en fase gaseosa y las reacciones en fase solución, de este tipo, siguen la misma tendencia, aunqu

so, los efectos del solvente son eliminados.

eacción S 3 -reacción S 3 - es unareacción de sustitución enquímica orgánica. WS W indica que es unasustitución nucleofílica y presenta el 7ec7o de que laetapa limitante es unimolecular .& 4 a reacción involucra un intermediario carbocatión y servada com"nmente en reacciones de7alogenuros de alquilo secundarios o terciarios, o ba3o condiciones fuerdicas, conalco7oles secundarios y terciarios. 1on los 7alogenuros de alquilo primarios, sucede lareacción S 4,ernativa. Entre los químicos inorgánicos, la reacción S & es conocida frecuentemente como elmecanismo disociati ocanismo de reacción fue propuesto por primera ve por17ristop7er


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ta reacción S & tiene lugar en tres etapas

• $ormación de uncarbocatión de tert *butilo, por la separación de ungrupo saliente (un anión bromuro) del átocarbono esta etapa es lenta y esreversible.[

• /taque nucleofílico el carbocatión reacciona con el nucleófilo. Si elnucleófilo es una mol2cula neutra (pore3emplo, undisolvente), se requiere un tercer paso para completar la reacción. 1uando el disolvente es intermediario es union oxonio. Esta etapa de reacción es rápida.

• -eprotonación a eliminación de un protón en el nucleófilo protonado por el agua actuando como base cola formación del alco7ol y union 7idronio. Esta etapa de la reacción es rápida.

n4tica

contraste con las reacciones S 4, las reacciones S & suceden en dos etapas (excluyendo cualquier protonacióprotonación). aetapa limitante es la primera etapa, así que la velocidad global de la reacción es esencialmemación delcarbocatión y no involucra al nucleófilo atacante. En consecuencia, lanucleofilicidad es irrelevante, y

ocidad de reacción global depende sólo de la concentración del sustrato.velocidad R @GsustratoI

&U5[ se encontró que la adición de una cantidad peque%a de perclorato de litio a ciertas reacciones deacetólisis (pemplo deltosilato del colesterol) conducían a un aumento significativo de la velocidad de reacción.5 / partir de estecto de la sal especial el mecanismo general fue refinado para incluir un par iónico de contacto con el catión y el antos en una 3aula de disolvente, que luego se disocia en un par iónico separado por disolvente, y luego en iones libdas las interconversiones son reversibles y la sal agregada evita la reformación del par de contacto a partirparado por disolvente.

https://es.wikipedia.org/wiki/Carbocati%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tert-butilo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Tert-butilo&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_salientehttps://es.wikipedia.org/wiki/Grupo_salientehttps://es.wikipedia.org/wiki/Bromurohttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_reversiblehttps://es.wikipedia.org/wiki/Reacci%C3%B3n_SN1#cite_note-4https://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3filohttps://es.wikipedia.org/wiki/Nucle%C3%B3filohttps://es.wikipedia.org/wiki/Disolventehttps://es.wikipedia.org/wiki/Ion_oxoniohttps://es.wikipedia.org/wiki/Deprotonaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Protonaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Ion_hidroniohttps://es.wikipedia.org/wiki/Etapa_limitantehttps://es.wikipedia.org/wiki/Carbocati%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Nucleofilicidadhttps://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_reacci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Perclorato_de_litiohttps://es.wikipe

wikienergía de gibbs

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