FUNDAMENTOS DE QUÍMICA
VI. Termoquímica  <ul><li>VI.1. Términos básicos en termoquímica </li></ul><ul><li>VI.2. Calor y trabajo </li></ul><ul><li...
Materia y energía <ul><li>La materia  puede  poseer o manifestar energía de variadas formas. </li></ul><ul><li>La energía ...
Materia y energía <ul><li>Energía  potencial  : energía dependiente de la posición relativa de los objetos. Se manifiesta ...
Materia y energía <ul><li>Entre cargas eléctricas surgen fuerzas. La  Energía electrostática  es una importante forma de e...
Materia y energía <ul><li>La energía potencial almacenada en forma de energía electrostática en átomos y moléculas se mani...
Calor y trabajo <ul><li>Fig. a. La energía se transfiere de la raqueta a la pelota. </li></ul><ul><li>Trabajo : ( w ) ener...
Calor y trabajo <ul><li>Fig. b. La energía se transfiere en forma de calor. </li></ul><ul><li>Calor : ( Q ) energía que se...
Calor y trabajo <ul><li>Energía es la capacidad para realizar trabajo o transferir calor </li></ul><ul><li>Al elevar la bo...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>1ª Ley de la Termodinámica : </li></ul><ul><li>“ La energía se conserva ”. </li></...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Energía interna:  E  ;  no se conoce su valor real. </li></ul><ul><li>Se puede lle...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Relación entre  Δ E   , calor y trabajo. </li></ul><ul><li>Δ E  =  q   +  w </li><...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Convenciones de signos y la relación entre  q  ,  w  ,  Δ E. </li></ul>
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Procesos endotérmicos y exotérmicos </li></ul><ul><li>ENDOTÉRMICO : el sistema abs...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Funciones de estado </li></ul><ul><li>Sobre la energía interna influyen la tempera...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Función de estado  es aquella propiedad que se determina especificando su condició...
Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>La batería se descarga al estar en corto circuito con una bobina de alambre. Toda ...
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Fund.QuíM.Cap6a

  1. 1. FUNDAMENTOS DE QUÍMICA
  2. 2. VI. Termoquímica <ul><li>VI.1. Términos básicos en termoquímica </li></ul><ul><li>VI.2. Calor y trabajo </li></ul><ul><li>VI.3. Primera ley de la termodinámica </li></ul><ul><li>VI.4. Ley de Hess </li></ul>
  3. 3. Materia y energía <ul><li>La materia puede poseer o manifestar energía de variadas formas. </li></ul><ul><li>La energía se puede transformar de una forma en otra pero ni se crea ni se destruye. </li></ul><ul><li>Energía cinética : energía en movimiento. </li></ul><ul><li>E k = ½ mv 2 </li></ul><ul><li>Ejemplificar: > m y >v </li></ul>
  4. 4. Materia y energía <ul><li>Energía potencial : energía dependiente de la posición relativa de los objetos. Se manifiesta cuando actúa una fuerza sobre un objeto. </li></ul><ul><li>E p = mgh (g = 9,8 m/s 2 ). </li></ul><ul><li>La energía potencial puede convertirse en cinética </li></ul>
  5. 5. Materia y energía <ul><li>Entre cargas eléctricas surgen fuerzas. La Energía electrostática es una importante forma de energía potencial . </li></ul><ul><li>E el = kQ 1 Q 2 </li></ul><ul><li>( k = 9*10 9 Jm/C 2 ) </li></ul><ul><li>Analizar Q = o ≠ signo </li></ul>
  6. 6. Materia y energía <ul><li>La energía potencial almacenada en forma de energía electrostática en átomos y moléculas se manifiesta como Energía química cuando se rompen unos enlaces entre moléculas y se forman otros (otras moléculas). </li></ul><ul><li>Las moléculas en su movimiento manifiestan energía cinética </li></ul>
  7. 7. Calor y trabajo <ul><li>Fig. a. La energía se transfiere de la raqueta a la pelota. </li></ul><ul><li>Trabajo : ( w ) energía que se usa para hacer que un objeto se mueva contra una fuerza. </li></ul><ul><li>w = F * d </li></ul><ul><li>(F: fuerza , d: distancia) </li></ul><ul><li>Al levantar un objeto estamos realizando un trabajo: vencemos la fuerza de la gravedad al levantarlo a la altura d . Le transferimos energía. </li></ul>
  8. 8. Calor y trabajo <ul><li>Fig. b. La energía se transfiere en forma de calor. </li></ul><ul><li>Calor : ( Q ) energía que se transfiere de un objeto más caliente a uno más frío. </li></ul><ul><li>En la reacción de combustión, la energía química almacenada en las moléculas del combustible se libera en forma de calor . </li></ul>
  9. 9. Calor y trabajo <ul><li>Energía es la capacidad para realizar trabajo o transferir calor </li></ul><ul><li>Al elevar la bola de arcilla: </li></ul><ul><li>se realiza w y > E p </li></ul><ul><li>Al caer E p cambia a E c </li></ul><ul><li>Al chocar E c cambia a w (se deforma) Q. </li></ul>
  10. 10. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>1ª Ley de la Termodinámica : </li></ul><ul><li>“ La energía se conserva ”. </li></ul><ul><li>Cualquier energía perdida por un sistema deberá ser ganada por el entorno y viceversa. </li></ul><ul><li>Energía interna = Σ todas energías cinéticas y potenciales de todas las partes componentes de un sistema </li></ul><ul><li>La energía interna dentro del recipiente incluye los movimientos, rotaciones y vibrac. e interacciones de las moléculas de H 2 y O 2 . También las energías de núcleos y electrones. </li></ul>
  11. 11. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Energía interna: E ; no se conoce su valor real. </li></ul><ul><li>Se puede llegar a conocer el cambio Δ E que acompaña a un cambio del sistema. </li></ul><ul><li>Δ E = E final - E iniciql </li></ul><ul><li>Δ E > 0 (positivo) : E final > E iniciql ; el sistema ganó energía de su entorno. </li></ul><ul><li>Δ E < 0 (negativo): E final < E iniciql ; el sistema cedió energía a su entorno. </li></ul><ul><li>En una reacción en la que se cede calor al entorno la E de los productos es menor que la de los reactivos. </li></ul>
  12. 12. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Relación entre Δ E , calor y trabajo. </li></ul><ul><li>Δ E = q + w </li></ul><ul><li>q : calor agregado al sistema (>0) o desprendido de él (<0) </li></ul><ul><li>w : trabajo realizado por el sistema (<0) o sobre él (<0) </li></ul>
  13. 13. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Convenciones de signos y la relación entre q , w , Δ E. </li></ul>
  14. 14. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Procesos endotérmicos y exotérmicos </li></ul><ul><li>ENDOTÉRMICO : el sistema absorbe calor. El calor fluye hacia adentro (“endo”). Reacción (a) </li></ul><ul><li>EXOTÉRMICO : el sistema desprende calor. El calor fluye hacia afuera (“exo”). Reacción (b) </li></ul><ul><li>2NH 4 SCN (s) + Ba(OH) 2 .8H 2 O Ba(SCN) 2 +2NH 3 +10H 2 O </li></ul><ul><li>2Al (s) + Ba(OH) 2 .8H 2 O Ba(SCN) 2 +2NH 3 +10H 2 O </li></ul>
  15. 15. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Funciones de estado </li></ul><ul><li>Sobre la energía interna influyen la temperatura y la presión. </li></ul><ul><li>La energía interna total de un sistema es proporcional a la cantidad total de materia del sistema (propiedad extensiva) </li></ul><ul><li>El valor de una función de estado (energía interna) no depende de la historia específica de la muestra, sólo de su condición actual (agua a 25ºC) </li></ul>
  16. 16. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>Función de estado es aquella propiedad que se determina especificando su condición o estado (T, P, ubicación, etc.). </li></ul><ul><li>Ej. La altitud es una función de estado (Puebla y Veracruz presentan diferencia de altitud). El cambio de altitud es independiente del camino. </li></ul><ul><li>Δ E : es una función de estado </li></ul><ul><li>q y w : no son funciones de estado; dependen de la forma en que se efectúa el cambio. Su suma sí es una función de estado. Si el camino seguido requiere un mayor w ; q se verá disminuido. </li></ul>
  17. 17. Primera Ley de la Termodinámica <ul><li>La batería se descarga al estar en corto circuito con una bobina de alambre. Toda la energía se pierde en forma de calor </li></ul><ul><li>La batería se descarga realizando trabajo mecánico y perdiendo algo de calor. </li></ul><ul><li>q y w son diferentes, pero Δ E es igual. </li></ul>

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