Entalpia

Los cambios químicos pueden hacer que se desprenda o absorba calor.

También pueden hacer que se efectúe trabajo, sea sobre el sistema o sobre el entorno

La función termodinámica llamada entalpía (de la palabra griega enthalpein, que significa “calentar”) representa el flujo de calor en cambios químicos que se efectúan a presión constante cuando no se efectúa más trabajo que el trabajo presión-volumen.

Por lo que pueden ocurrir Reacciones exotermicas o indotermicas.

Las exotermicas son aquellas que liberan Energía al sistema.

H sera la entalpia de la reacción, por lo que si la entalpia de los reactivos es mayor que la entalpia de los productos la reacción sera exotermica, con tal la diferencia de la entalpia de los productos sea menor a cero.

Las indotermicas necesitan Energía desde el entorno para poder reaccionar.

La explicación matemática para la Entalpia la vemos en la siguiente formula

Que se lee; la entalpía de reacción es igual a la suma total de coeficiente estequiométrico de los productos de reacción por la diferencia de la entalpia de la entalpia de formación de los productos menos la suma total de los coeficientes estequiométricos de los reactivos en la reacción por la entalpía de formación de los reactivos

Equilibrio Térmico

Cuando dos sistemas o cuerpos con diferente Temperatura entran en contacto, el de mayor temperatura transfiere energía Térmica al de menor temperatura, hasta conseguir un equilibrio térmico  

Simulador

http://www.uruguayeduca.edu.uy/UserFiles/P0001/File/ppiocero.swf

Temperatura

Es la cantidad promedio del movimiento de partículas. La temperatura no depende del tamaño, ni del número ni del tipo.

Esta se puede medir en grados Celsius (C°), Farenheit (F°), Kelvin (K) y Rankine (R).


Estas son escalas de medición, por lo que difieren en valor numérico pero no varia el promedio de movimiento cinético de las partículas en medición.

El grado Celcius (C°), fue tomado en referencia al agua, siendo 0°C el punto de congelación del agua y 100°C su punto de ebullición.


Mientras tanto la escala Farenheit basa su referencia en cuatro mediciones,  la primera de una mezcla de sal, hiel y cloruro de amonio, y lo toma como punto 0°F, el segundo esta fijado en la medición de hielo y agua dando 32°F, pasas a la medición de la temperatura corporal siendo esta 96,8°F y el hervir del agua en 212°F.

La escala Kelvin (estos no se llaman grados), son la escala basada en el cero absoluto, en este punto ninguna partícula tiene movimiento teóricamente, la energía necesaria para pasar de un Kelvin a otro es igual que 1°C, la única diferencia es que el 0 en kelvin es igual a -273.15°C.




La escala Rankine es análoga con la escala Kelvin, pero esta lo es con respecto al Farenheit.

En el siguiente enlace tenemos un convertidor de temperaturas.

http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema3/actividades/escalas_temperatura.swf

Calor Especifico

El cambio de temperatura que experimenta un objeto cuando absorbe cierta cantidad de calor se determina mediante su capacidad calorífica, C.

Es una propiedad intrínseca de cada material; es la cantidad de calor requerido para elevar su temperatura 1 K (o 1 °C).

 A mayor capacidad calorífica, mayor calor requerido para producir un incremento dado en la temperatura.

Calor específico = (cantidad de calor transferido)/ (gramos de sustancia)(cambio de temperatura)
 Q = m/AT


Capacidad calorífica


Esta se refiere a la cantidad de Calor que contiene un cuerpo.

Energía Interna

La suma de todas las fuerzas cinéticas y potencial de las partículas en un sistema.


Cada partícula tiene una carga, creando una fuerza atractiva o repulsiva según la carga de la otra partícula.


Podemos describirlo también, como el movimiento aleatorio y desordenado de las partículas dentro de un sistema.



Esto es debido al movimiento lineal, rotacional y vibracional de las partículas.



La energía interna es muy difícil de calcular ya que son muchas las partículas que componen un cuerpo y tienen muchos tipos diferentes de energía. Lo que se suele hacer es calcular la variación de energía interna.

Calor 

Recordemos siempre que cuando hablamos de Calor, estamos hablando de la cantidad de movimiento que tienen las partículas.



 Este se transmite a través del contacto térmico.

Por lo que si tomamos cierta cantidad de partículas con su propia cantidad de Calor, que llamaremos A, tendrá su propia Temperatura, en comparación de cierta cantidad de partículas con un calor diferente, que llamaremos B, tendrá también una Temperatura diferente a A.

Pero si juntamos las partículas A y B, cada una tendrá su propio Calor pero el conjunto tendrá una Temperatura que no es A ni B.

El calor depende de la velocidad de las partículas, de su número, de su tamaño y de su tipo.

Su magnitud es escalar y se mide en Joules.



La emisión o absorción de calor hace que los objetos cambien de temperatura. 

Sistemas y Entornos

La termoquímica  es la parte de la Termodinámica que estudia la relación entre el calor y el trabajo que se produce durante las reacciones Químicas.

 Dicha ciencia entiende por un sistema termodinámico a aquella parte del universo separada del exterior por superficies reales o imaginarias. Hay varios tipos de sistemas:

1. Aislados: No intercambian ni materia ni energía.
2. Cerrados: Intercambian energía pero no materia.
3. Abiertos: Intercambian materia y energía con los alrededores.

 

Todo sistema tiene Energía interna, 
Dado que los sistemas pueden recibir o ceder tanto energía como trabajo, hay que establecer un criterio termodinámico de signos.

El trabajo se mide en Julios y el calor en Calorías (cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 gr de agua desde 14'5 ºC a 15'5 ºC). La equivalencia entre ambas es:

1 J = 0'24 cal
1 cal = 4'18 J

            Vamos a definir a continuación una serie de variables termodinámicas necesarias para el desarrollo de este tema:

Como vemos en la imagen, si el trabajo requerido es menor a cero, este se aplica al sistema, si el trabajo es mayor a cero, este sale del sistema y se aplica al entorno.

Pero debido a que para realizar un trabajo siempre necesitaremos Calor, vemos que si, el Calor en el sistema es menor a cero, este sale del sistema hacia el entorno, pero si es mayor a cero, este se aplica en el sistema.

Por lo que para producir Calor necesitamos Trabajo o viceversa.