Calor Latente

OBJETIVO GENERAL:

• El alumno determinara el calor de combustión a volumen constante de sustancias solidas, aplicando el método calorimétrico.

• El alumno calculara el calor de combustión a presión constante, mediante la corrección del calor de reacción a volumen constante,

OBJETIVOS PARTICULARES:

• Aprender el principio de la termoquímica y las relaciones de combustión.

• Aprender a determinar el calor de combustión y aprender a sacar la relación de volumen constante.

• Identificar los diferentes calores para asi llevar a cabo la practica.

• Saber aplicar la ley de Hess y así aplicar el principio de la termodinámica y la relación de combustión y asi saber si es un proceso químico o físico.

RESUMEN:

La Entropía y la Segunda Ley de la Termodinámica

Mientras la primera ley de la termodinámica se ocupa de aspecto cuantitativo de las diversas clases de energía presentes en un proceso dado, la segunda se ocupa de la disponibilidad o grado de utilidad de la energía, de un sistema dado, para realizar trabajo útil.

Todo sistema, abandonado a sí mismo, cambia lenta o rápidamente, de tal manera que se aproxima a un estado final definido de reposo o equilibrio.

He aquí algunos ejemplos de procesos que tienden hacia el equilibrio:

a) La difusión de material de una solución concentrada en otra diluida, que conduce a una concentración uniforme

b) El paso de calor desde un cuerpo caliente a otro frío, que conduce a una temperatura uniforme

c) La oxidación de las sustancias orgánicas por el oxígeno del aire

d) La reducción de la marcha de un reloj mecánico.

A medida que esos procesos tienden hacia el equilibrio, pierden parte de su capacidad para cambiar espontáneamente puede extraerse trabajo útil. Cuanto más alejado se encuentre un sistema dado de su estado de equilibrio, tanto mayor será la cantidad de trabajo útil que puede obtenerse de él, cuando se aplica a una instalación adecuada. El paso de un sistema a su estado de equilibrio no significa por necesidad que disminuya su energía intrínseca. Esta energía en realidad puede permanecer constante.

INTRODUCCIÓN:

LA ENTALPÍA

La Entalpía es la cantidad de energía de un sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno. Por ejemplo, en una reacción química a presión constante, el cambio de entalpía del sistema es el calor absorbido o desprendido en la reacción. En un cambio de fase, por ejemplo de líquido a gas, el cambio de entalpía del sistema es el calor latente, en este caso el de vaporización. En un simple cambio de temperatura, el cambio de entalpía por cada grado de variación corresponde a la capacidad calorífica del sistema a presión constante. El término de entalpía fue acuñado por el físico alemán Rudolf J.E. Clausius en 1850. Matemáticamente, la entalpía H es igual a U + pV, donde U es la energía interna, P es la presión y V es el volumen. H se mide en joule.

H = U + PV

Cuando un sistema pasa desde unas condiciones iníciales hasta otras finales, se mide el cambio de entalpía ( Δ H).

ΔH = Hf – Hi

Ley de Lavoisier y Laplace. Enunciada en 1780 por Lavoisier y Laplace, establece que: La cantidad de calor necesaria para descomponer un compuesto químico es precisamente igual a la desprendida en la formación del mismo a partir de sus elementos.

Ley de Hess. Hess en 1840 enunció una ley fundamental de la termoquímica, según la cual: la cantidad total de calor desprendida en una transformación química dada, esto es, partiendo de un estado inicial y llegando a otro final es siempre la misma, independientemente de que aquella se realice en una o varias fases. La experiencia ha demostrado que el calor de formación de un compuesto a partir de sus elementos no depende del método empleado, lo mismo que sucede con la tonalidad térmica de una reacción respecto al tiempo invertido. ΔHneta = ΣΔHr.

CALOR DE FORMACIÓN MOLAR: Es el calor de reacción para la formación de un mol de compuesto a partir de los elementos que los constituyen en su forma más estable.

Cuando los datos termoquímicos empleados para predecir el calor de una reacción son los calores de formación tipo (1 atm, 25ºC) el calor de reacción así determinado se llama calor de reacción tipo y se obtiene expresando la ley de Hess como sigue:

CALOR DE COMBUSTIÓN MOLAR: Es el calor generado en una reacción de combustión de un mol de sustancia, obteniéndose como productos, el

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

El calor de combustión, puede calcularse a partir de la elevación de temperatura que resulta de una reacción de combustión bajo condiciones adiabáticas en un calorímetro.

CALORIMETRÍA: Es la parte de la termología que estudia la medida del calor de los cuerpos. Todos los cálculos de la calorimetría se fundamentan en los siguientes principios:

Cuando se ponen en contacto dos cuerpos a temperaturas distintas el más caliente cede calor al frio hasta que ambos quedan a una temperatura intermedia de las que tenían al principio.

El calor ganado por un cuerpo es exactamente igual al cedido por el otro.

Si tenemos un cuerpo de masa m1, calor especifico c1 y que esta a una temperatura t1 y otro de masa m2, calor especifico c2 y que esta a una temperatura t2 y suponemos que t1>t2 al ponerlos en contacto ambos quedaran a una temperatura intermedia te cumpliéndose que t1>te>t2. el calor perdido por el cuerpo caliente será Qp=m1 c1

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