La termodinámica

Objetivo: El alumno determinara con los datos obtenidos en el laboratorio el trabajo desarrollado en un proceso termodinámico.

Consideraciones Teóricas

La termodinámica es una amplia disciplina científica y de grandes alcances, que tiene relación con la interconversion del calor y otras formas de energía. La termodinámica permite utilizar la información obtenida en los experimentos de un sistema para llegar a conclusiones sobre otros aspectos del mismo sistema, sin tener que hacer mas experimentos.

Las tres leyes de la termodinámica

La primera de las tres leyes de la termodinámica, que establece que la energía puede convertirse de una forma en otra, pero no puede crearse ni destruirse. Una medida de estos cambios es la cantidad de calor que un sistema libera o absorbe durante un proceso a presión constante, que los químicos definen como cambio de la entalpia (ΔH). La segunda ley de la termodinámica explica por qué los procesos químicos se ven favorecidos en una dirección. La tercera ley es una extensión de la segunda.

incremento general en la entropía debido a la dispersión del calor a través de los numerosos

estados de energía que guardan las moléculas del aire.

En otro ejemplo, considere la situación mostrada en la figura 18.1. Antes de abrirse la válvula,

el sistema posee cierta cantidad de energía. Después de abrirse, las moléculas de gas tienen

acceso a la combinación de volúmenes de ambos bulbos. El mayor volumen disponible para

el movimiento genera una reducción de las diferencias entre los niveles de energía traslacional

de las moléculas. En consecuencia, la entropía del sistema aumenta debido a que la menor diferencia

entre los niveles energéticos provoca una mayor dispersión de las moléculas entre ellos.

Microestados y entropía

Antes de presentar la segunda ley de la termodinámica que relaciona el cambio de entropía

(incremento) con los procesos espontáneos, es útil dar una definición apropiada de la entropía.

Para hacerlo, considérese un sistema simple de cuatro moléculas distribuidas entre dos compartimentos

iguales, como muestra la figura 18.2. Hay sólo una forma de distribuir todas las

moléculas en el compartimento izquierdo, cuatro formas de tener tres moléculas en el compartimento

izquierdo y una en el compartimento derecho, y seis formas de tener dos moléculas en

cada uno de los compartimentos. A las once maneras posibles de distribuir las moléculas se les

denomina estados microscópicos o microestados y cada conjunto de microestados similares

se denomina distribución.1 Como puede observar, la distribución III es la más probable ya que

hay seis microestados o seis maneras de alcanzarla y la distribución I es la menos probable

debido a que tiene un microestado

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