Tema 1

Primer Principio de Termodinmica

CONTENIDO1.- Trabajo, Calor, Energa. 2.- El Primer Principio de la Termodinmica. Energa Interna (U)3.- Entalpa (H)4.- Capacidad Calorfica5.- Clculo de U y de H en procesos sencillos de sistemas cerrados

PRIMER PRINCIPIOLA ENERGA DEL UNIVERSO SE CONSERVAEs imposible realizar un trabajo sin consumir una energa

PRIMER PRINCIPIOLA ENERGA DEL UNIVERSO SE CONSERVAenerga qumica (carbn)energa interna (agua lquida vapor de agua)el vapor se expande Trabajoenerga cintica

1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.TRABAJO (PV)Equilibrio mecnicoPext = PintPext = PintEstado inicialEstado final

TRABAJO (PV) Expansin-(Compresin) Estado Inicial1PV1P2 etapasV

TRABAJO (PV) Expansin-(Compresin) Estado Inicial1PV12 Expansin Reversible

etapas

1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.CALORUn sistema cede E en forma de Q si se transfiere como resultado de una diferencia de T entre el sistema y el entorno.

la T sistema vara hasta igualar la TalrededoresUnidades : Julio1 cal = 4.184 J

PRIMER PRINCIPIO

Estado Inicial1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.Q

PRIMER PRINCIPIOLA ENERGA DEL UNIVERSO SE CONSERVA

El calor y el trabajo son formas equivalentes de variar la energa de un sistema Joule

1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.Calor y el trabajo se distinguen por su efecto sobre las molculas del entornoQW

1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.

SISTEMATRABAJOCALOR son formas de variar la E del sistema no son funciones de estado no es algo que posea el sistema

BANCOefectivochequesTransferencia electrnica

1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.

La energa es la capacidad para hacer un trabajo1.- TRABAJO. CALOR, ENERGA.ENERGA Esistema= U+ EotrasE debida a la posicin del sistema en un campo de fuerzas (gravitacional, elctrico, magntico) y a su movimiento en conjunto:Energa Interna, Ucaracterstica del sistema (Et, Er, Ev de molculas)depende del estado de agregacin del sistemaEotrasLa energa es una funcin de estado La energa es una propiedad extensivaUnidades: Julio (J)Puedo definir una propiedad intensiva

No es posible conocer la energa de un sistema,slo conocemos su cambio en un proceso U=U2-U12.- PRIMER PRINCIPIO. ENERGA INTERNA.ENERGA Cmo podemos aumentar Ude un sistema cerrado?

2.- PRIMER PRINCIPIO. ENERGA INTERNA.PVABProceso Cclico AAEs imposible realizar un trabajo sin consumir una energa

2.- PRIMER PRINCIPIO. ENERGA INTERNA.PVABProceso Cclico AAEs imposible realizar un trabajo sin consumir una energa

U funcin de estado

v2.- PRIMER PRINCIPIO. ENERGA INTERNA.ENERGA INTERNA V

Proceso a P = ctev3.- ENTALPA.1 Principio U=Q+WH2H1= HU=U2-U1H U + PVEntalpa(H)

Funcin de estado Hf(T,P,V,U) Propiedad extensiva Unidades de energa (J)

Nos da una forma de determinar H

3.- ENTALPA.H U + PVRelacin entre DH y DUDH = DU + D(PV)DH = DU + PDVDH @ DUprocesosl/lq

(PV) = PV+VP+PV = P2V2-P1V1 Una forma de determinar U = QV Una forma de determinar H = QP

Q=I.V.t

4.- CAPACIDAD CALORFICA.El Q se defini como la energa trasferida como consecuencia de una diferencia de T Capacidad calorfica de una sustancia: cantidad infinitesimal de calor necesaria para elevar su T en una cantidad dT . [JK-1]

Depende de la naturaleza de la propia sustancia

Puesto que Q depende de la trayectoria del cambio de estado,

para definir C hay que definir la trayectoria

si no hay cambio de faseni reaccin qumica

Capacidad calorfica molar a P cte

Capacidad calorfica molar a V cte4.- CAPACIDAD CALORFICA.Puesto que QV = U y QP = H en un sistema cerrado, en equilibrio o proceso reversible y slo W(P-V) es posible definir :U,Hf(T,P,V)p. Intensivasf=(T,P,V)

Differential Scanning Calorimetry (DSC)(J/g.K)150barH2OCPf(T,P,V)CP > 0CV > 0CP CV

Cul es la relacin entre CP y CV?4.- CAPACIDAD CALORFICA.

Cul es la relacin entre CP y CV?4.- CAPACIDAD CALORFICA.

Gas IdealCP-CV = nRGas Ideal

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerradosDe forma general En un proceso cclico

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerrados Cambio de Fase a T y P constante

El QP se emplea en V y en U,

que depende del estado de agregacin

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerrados Proceso Isobrico (Pcte) sin cambio de fase

P=cteSi CP cteP=cte Proceso Isocrico (Vcte)

V=cteSi CV cteV=cte

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerrados Cambio de estado de un Gas Ideal

G ISi CP cteG ISi CV cte Proceso Isotrmico (T=cte) de un Gas Ideal

G I

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerrados Proceso Adiabtico (Q=0) de un Gas Ideal

0 Proceso Adiabtico (Q=0) Irreversible (P cte) de un G.I.

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerrados Proceso Adiabtico (Q=0) de un Gas Ideal

0 Proceso Adiabtico (Q=0) Reversible de un Gas Ideal

4.- CLCULO DE U y H en procesos sencillos de sistemas cerrados Proceso Adiabtico (Q=0) Reversible de un Gas Ideal

PVG I

Q = 0T=cte