TERMODINÁMICA.

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

“INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRONICA”

LABORATORIO DE QUIMICA APLICADA

Practica No. 3

TERMODINÁMICA

Grupo: 2CM5

No. De Equipo: 2

Integrantes:

Becerril Aragón Vanessa

Celso Pérez Moisés Emiliano

Cortés de la Rosa Diego

Espinoza Alcántara Ashley Aura

Zacarias Ramirez Lorena

Profesor: Robles Salas Jesús Daniel

Fecha de Realización: 19 de Marzo de 2014

Fecha de Entrega: 14 de Mayo de 2014

OBJETIVO

Esta práctica tiene como objetivo determinar los datos obtenidos en el laboratorio el trabajo desarrollado en un proceso termodinámico.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA

La termodinámica

La termodinámica es una herramienta analítica teórica y practica que interpreta fenómenos naturales desde el punto de vista de las relaciones de materia y energía. La palabra termodinámica fue usada por vez primera en 1850 por W.Thomson (Lord Kelvin) como combinación de los vocablos griegos “termo” (calor) y “dinamos” (potencia o fuerza), aunque actualmente se usa como opuesto a estático.

La termodinámica estudia el intercambio de energía des diversas formas, su interacción con los equipos, las propiedades de la materia y el uso racional de la energía. Dado que no se puede concebir industria sin uso de energía, esta ciencia tiene una gran importancia práctica y se aplica en todas las ramas de la Ingeniería.

La formulación de leyes en el campo de la Termodinámica es tan general que estas parecen oscuras. A menudo se describen relaciones energéticas y macicas sin especificar la índole de los procesos que las originan. Esto así porque las leyes que se estudian tienen aplicación y vigencia en todos los fenómenos naturales, y restringirlas de algún modo seria destruir su significado. A la termodinámica no le incumben los detalles constructivos de un determinado proceso que produce una cierta transformación, si no la transformación en si, y estudia desvinculada de todo detalle que quite generalidad a su estudio. Esto no le impide obtener relaciones válidas y útiles, tan generales que son aplicables a todos los procesos industriales.

Sistema Termodinámico

Un sistema termodinámico está constituido por cierta cantidad de materia o radiación en una región del espacio que nosotros consideremos para su estudio. Al hablar de cierta región del espacio, surge de manera natural el concepto de frontera, esto es, la región que separa al sistema del resto del universo físico. Esta frontera, en la mayoría de los casos está constituida por las paredes del recipiente que contiene al sistema (fluidos, radiación electromagnética), o bien, su superficie exterior (trozo de metal, gota de agua, membrana superficial). Sin embargo, puede darse el caso de que la frontera del sistema sea una superficie abstracta, representada por alguna condición matemática como en el caso de una porción de masa de un fluido en reposo o movimiento.

Es importante señalar que el sistema termodinámico y sus fronteras están determinados por el observador. De hecho el observador determina el sistema a estudiar a través de las restricciones que impone cuando lo elige para su estudio. Estas restricciones pueden ser de naturaleza geométrica, mecánica o térmica. Las primeras están impuestas a través de paredes que confinan al sistema a una región finita del espacio. Las mecánicas determinan como poder intercambiar energía con el sistema a través de la transmisión de trabajo mecanico, incluyendo todos los equivalentes de este trabajo: el trabajo magnético, eléctrico, químico electroquímico, etc. Por ejemplo un fluido encerrado en un recipiente o con un pistón movible. Las paredes térmicas determinan la propiedad de poder afectar el grado relativo de enfriamiento o calentamiento que posee el sistema. Este, por el momento, lo identificaremos de manera burda por el sentido del tacto.

Alrededores.

La parte del universo que interacción con el sistema constituye sus alrededores. La interacción entre el sistema y sus alrededores esta caracterizada por los intercambios mutuos de masa y energía, en sus diversas formas, la energía puede intercambiarse por medios mecánicos o por medios no mecánicos.

En el caso de que un sistema esta contenido en un recipiente, lo cual es una situación común en termodinámica, el grado de interacción con sus alrededores dependerá de la naturaleza de sus paredes:

Paredes adiabáticas

Paredes diatérmicas

En virtud de la naturaleza de las paredes, los sistemas se pueden clasificar en:

Sistema cerrado: Tiene paredes impermeables al paso de la materia; en otras palabras, el sistema no puede intercambiar materia con sus alrededores y su masa permanece constante.

Sistema abierto: Puede existir intercambio de materia o de alguna forma de energía con sus alrededores

Sistema aislado: No puede tener absolutamente ninguna interacción con sus alrededores; la pared resulta impermeable a la materia y a cualquier forma de energía mecánica o no mecánica.

Primera ley de la Termodinámica

La primera ley de la termodinámica establece que la energía puede convertirse de una forma a otra, pero no puede crearse ni destruirse. La energía puede almacenarse en varias formas y luego transformarse en otras. Cuando los organismos oxidan carbohidrato, convierten la energía almacenada en los enlaces químicos en otras formas de energía. En una noche de verano, por ejemplo, una luciérnaga convierte la energía química en energía cinética, en calor, en destellos de luz y en impulsos eléctricos que se desplazan a lo largo de los nervios de su cuerpo. Las aves y los mamíferos convierten la energía química en la energía térmica necesaria para mantener su temperatura corporal, así como en energía mecánica, energía eléctrica y otras formas de energía química. En el caso de las reacciones químicas, esto significa que la suma de la energía de los productos de la reacción y la de la energía liberada en la reacción misma es igual a la energía inicial de las sustancias que reaccionan.

Segunda ley de la Termodinámica

La segunda ley establece que en el curso de las conversiones energéticas, el potencial termodinámico -o energía potencial termodinámica- de un sistema en el estado final siempre será menor que el potencial termodinámico del mismo sistema en el estado inicial. La diferencia entre los potenciales termodinámicos de los estados inicial y final se conoce como cambio en la energía libre (o de Gibss) del sistema y se simboliza como DG.

Las

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