Leyes de la termodinamica

Leyes de la termodinamica

TERMODINAMICA

La termodinámica es la rama de la física que estudia la transformación del calor en trabajo y viceversa.

Primera ley:

El calor suministrado a un sistema es igual a la suma del incremento en la energía interna de éste y el trabajo realizado por el sistema sobre sus alrededores, esto significa que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.

∆Q =∆U + ∆W

Donde

            ∆Q= calor suministrado al sistema                      [cal, joule]

            ∆U= incremento en la energía del sistema         [cal, joule]

            ∆W= trabajo realizado por el sistema                  [cal, joule]

El signo ∆Q es positivo cuando el sistema se le suministra calor y es negativo si el sistema cede calor; el signo ∆W es positivo cuando el sistema realiza trabajo y negativo cuando el trabajo se realiza sobre él. Si el sistema incrementa su temperatura, el signo ∆U es positivo, y si disminuye su temperatura es negativo.1

Un proceso térmico es adiabático si el sistema no recibe ni cede calor.

∆Q =0  → ∆W = - ∆U

Un proceso térmico es isocórico cuando el volumen del sistema permanece constante y no se realiza trabajo alguno.

∆V = constante → ∆W = 0 → ∆Q = ∆U

Un proceso es isobárico cuando la presión del sistema permanece constante.

Un proceso térmico es isotérmico cuando la temperatura del sistema permanece constante.

∆T = constante → ∆U = 0 → ∆Q = ∆W

Segunda ley:

Es imposible construir una maquina térmica que transforme en su totalidad el calor en energía y viceversa. Esto implica que no existe una maquina térmica que opere al cien por ciento.

La eficiencia de una maquina térmica es la relación entre el trabajo mecánico producido y el calor suministrado

Energía libre de Gibbs:

Es la energía útil disponible para efectuar un trabajo.

∆G = ∆H - T∆S

Donde

              ∆G = variación de la energía libre de Gibbs

              ∆H = variación de la entalpía

              ∆S = variación de la entropía

              T = temperatura

Si, ∆G es + es un proceso espontaneo

     ∆G es – es un proceso no espontaneo

     ∆G es 0 es un proceso en equilibrio

Entalpía:

Casi todos los cambios físicos y químicos van acompañados por un desprendimiento o consumo  de energía, y generalmente esta energía se encuentra en forma de calor. La ganancia o pérdida de calor se puede atribuir a un cambio en el contenido calorífico de las sustancias que toman parte en el proceso. El contenido calorífico se llama entalpía y se simboliza con una letra H. Mientras que la entalpia no se puede medir directamente, si se puede medir el calor producido o consumido en una reacción química, que es la diferencia entre la entalpia de los productos y la entalpia de los reactivos. A este cambio de entalpía se le simboliza con ∆H (∆ significa cambio en), el cual se define como la entalpia de los productos menos la entalpia de los reactivos:

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