REACCIONES ESPONTANEAS Y NO ESPONTANEAS

UNIVERSIDAD NACIONAL“SAN LUIS GONZAGA DE ICA” 2010


"Año de la Consolidación Económica y Social del Perú"

UNIVERSIDAD NACIONAL

“SAN LUIS GONZAGA DE ICA”REACCIONES ESPONTANEAS,

NO ESPONTANEAS Y SUS USOS

Termodinámica I

Alumno : Crispín Coronado Luis

Ciclo : IV ciclo

Ica – Perú


2010

Dedicatoria

Primeramente le doy gracias a Dios por la energía y fuerzas que me ha dado para poder llegar al casi final de mis estudios y completar este trabajo. Además dedico este trabajo a mi familia que han sido sacrificados en sustitución al trabajo que he tenido que realizar. Gracias


también a ustedes los ingenieros que siembran para que otro coseche. En especial estoy muy agradecido. Gracias por toda tu gestión para que yo pueda estar presentando este trabajo hoy.

Introducción

La termodinámica es una rama fundamental de la Química, que se centra en el estudio macroscópico de la naturaleza en equilibrio, sin embargo resulta en la mayoría de los casos muy poco popular entre los estudiantes. Esto puede ser debido a que el estudio termodinámico de un proceso quimicofísico se suele abordar mediante un planteamiento matemático muy riguroso, donde la derivación de todas las ecuaciones tiene un peso importante con lo que el estudiante pierde la visión macroscópica del fenómeno estudiado. La idea de esta página y de su contenido es acercar al estudiante a los procesos en sí, y mediante ejemplos sencillos facilitarle el aprendizaje de la materia. No se ha tratado de escribir unos apuntes que sustituyan a los muchos y buenos textos de Termodinámica Química existentes, sino de complementarlos, y hacerlo de forma esquemática. Ciertamente, se requerirán unos conocimientos matemáticos básicos, pero la termodinámica es una ciencia macroscópica y nosotros, no hay que olvidarlo, hablaremos de propiedades medibles.


ObjetivosAdquirir conocimientos sobre termodinámica básica para la determinación de propiedades de sustancias, en estado líquido, gaseoso o en cambio de fase, utilizando apropiadamente modelos de sustancias. Establecer la importancia de la termodinámica en los procesos industriales. Aplicar los fundamentos de la termodinámica en los procesos industriales. Evaluar energéticamente sistemas térmicos simples, tanto sistemas cerrados como volúmenes de control, determinando flujos másicos, energéticos y rendimientos de equipos o sistemas. Calcular los parámetros fundamentales y el rendimiento de maquinas térmicas elementales, principalmente para la producción de potencia. Calcular los parámetros fundamentales y los coeficientes de operación en refrigeradores y bombas de calor.

Comprender y aplicar conceptos, principios, relaciones y base experimental de la teoría termodinámica para la evaluación de energía y el sentido de evolución natural, de los fenómenos y procesos en el campo de la Ingeniería Química.· Introducir al estudiante de Ingeniería Química en la fundamentación y aplicaciones rigurosas del Primero y Segundo Principio de la Termodinámica, tanto para Sistemas Abiertos como para sistemas cerrados de interés en el campo de la Ingeniería Química.


· · Comprender la fundamentacion del Primero y Segundo Principio de la Termodinámica necesarios para el enfoque de Sistemas Multicomponentes que se lleva a cabo desde la asignatura Fisicoquimica. Será de interés vincular los conceptos macroscópicos de

La termodinámica fija su atención en los intercambios de energía en forma de calor que se llevan a cabo entre un sistema y otro .

INTERCAMBIODE ENERGIASISTEMA

1

SISTEMA

1

SISTEMA

2

SISTEMA

2


CALOR

Basa su análisis en:

Que son

LA TERMODINAMICA

LEYESLEYES

LEY

CERO

LEY

CERO

1º LEY

DE LA

TERMODINAMICA

1º LEY

DE LA

TERMODINAMICA

2º LEY

DE LA

TERMODINAMICA

2º LEY

DE LA

TERMODINAMICA


“Si tenemos dos cuerpos llamados A y B ,con diferentes temperaturas uno de otro , y los ponemos en contacto ,en un tiempo determinado t ,estos alcanzaran las mismas

LEY CEROLEY CERO


temperaturas , es decir , tendrán ambos las mismas temperaturas “

EN TIEMPO t

= TEMPERATURA

“Si luego un tercer cuerpo , que llamaremos C se pone en contacto con A y B , también alcanzara la misma temperatura y , por lo tanto , A,B y C

AA BBAlcanzaranAlcanzaran

LEY CEROLEY CERO


tendrán las mismas temperaturas mientras entren en contacto ”

“La energía no se crea ni se destruye , si no que, durante un proceso

solo se transforma en sus diversas manifestaciones”

Se refiere al concepto de energía interna, trabajo y calor.

A B C

1º LEY DE LA TERMODINAMICA1º LEY DE LA TERMODINAMICA


Si sobre un sistema con una determinada energía interna, se realiza un trabajo mediante un proceso, la energía del sistema variara.

ENERGIA INTERNA

EL TRABAJO

Hace variar su

A diferencia de la energía interna del sistema y a la cantidad de trabajo le denominamos calor. el calor en la energía transferida al sistema por medios no mecánicos.

SISTEMASISTEMA


2º LEY DE L TERMODINAMICA2º LEY DE L TERMODINAMICA


“No existe un proceso cuyo único resultado sea la absorción de calor de la fuente y la conversión integra de ente calor en trabajo”

Clausius, ingeniero francés, también formulo un principio para la segunda ley:

“No es posible proceso alguno cuyo único resultado sea la transferencia de calor desde un cuerpo frio a otro mas caliente”


METABOLISMO CELULAR

CATABOLISMO ANABOLISMO

ENERGIA


PROCESOS METABOLICOS

Objetivos

Crecimiento Reparación

Mantenimiento

Del

Organismo


Definición

Es la magnitud que mide la parte de la energía que NO puede utilizarse para producir un TRABAJO

Es el grado de desorden que posee las moléculas que integran un cuerpo


BOLITAS SEPARADA

POR DIVISION


Quito una división……Quito un º o índice de restricción

AUMENTA LA ENTROPIA


Quito una división……Quito un º o índice de restricción

La entropía de este sistema a aumentado al ir quitando las restricciones pues inicialmente había un orden establecido y al final del proceso (el proceso en este caso al quitar las divisiones de la caja) no existe orden alguno de la caja.

La entropía es en este caso una medida de

orden (o desorden) de un sistema


La entropía en este caso una medida del orden (o desorden) de un sistema o de la falta de grados de restricción

ENTROPIA ENTROPIA ENTROPIA Inicial Final

La entropía la podemos definir entonces como el cambio de condiciones de un sistema


La entropía en un proceso irreversible


¿Para que me sirve el concepto

de entropía?Como concepto importante en los problemas

del rendimiento energético del

cuerpo humano.


Es la cantidad de energía que un sistema puede intercambiar con su entorno

Entalpia (del griego thalpein calentar), tal palabra fue acuñada en 1850 por el físico alemán Clausius.


La entalpia en una magnitud de termodinámica simboliza con la letra H.

La variación de entalpia expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, o , lo que el mismo ,la cantidad de energía que tal sistema puede intercambiar con su entorno .

Usualmente la entalpia se mide dentro del sistema de unidades, en joules.


La entalpia se define mediante la siguiente

formula:

Donde:

U es la energía interna.

P es la presión del sistema.

V es el volumen del sistema.


Establece que el cambio de entalpia en una reacción es igual a la suma de los cambios de entalpia de las reacciones intermedias.

Esta ecuación puede aplicarse a una reacción que se da en una sola etapa, o puede ser la suma de una serie de reacciones intermedias.

LEY DE HESSLEY DE HESS


Reacciones Químicas

Transforma la energía de las sustancias Nutricias a una forma

Biológicamente utilizable

Reacciones

ENDERGONICAS

Reacciones

EXCERGONICAS

AQUELLS RECCIONES QUE REQUIEREN

QUE SE LE AÑADA ENERGIA A LOS

REACTIVOS

AQUELLAS REACCIONES QUE LIBERAN ENERGIA COMO RESULTDO DE LOS PROCESOS QUIMICOS


REACCIONES REACCIONES

ENDERGONICAS ENDERGONICAS

Reactante Reactante

Sustratos Sustratos

Libera

Energía

Productos Productos

Dirigida a Conducir

Se le suma energía: contiene más energía libre que los reactivos originales

Se le suma energía: contiene más energía libre que los reactivos originales

Se libera energía

Se libera energía


REACCIONES ACOPLADAS

Reacciones asociada, en la cuela la energía libre de una reacción “excergonica”

es utilizada para conducir /dirigir una Segunda reacción “endergonica”

REACCIONES EXERGONICAS

EnergíaLibre

Dirigidas a conducir las reacciones Endergonicas

Reacciones liberada de energía


Reacciones que requieren

energía

ACOPLADA


1.-

C7H16 (g) + 11O2 (g) 7CO2 (g) + 8H2O (g)

-44.89 11(0) 7(-94.0598) 8(-57.7979)

Si “ ” es “-” la Rx es exotérmico es decir libera calor

Análogamente:


C7H16 (g) + 11O2 (g) 7CO2 (g) + 8H2O (g)

101.64 11(49.003) 7(51.061) 8(45.106)

Si es “+” es un proceso espontaneo (ocurre Rx)

Luego:

Y b x m

0

Luego:


Cuando es positivo “-” es un proceso espontaneo

Y ∆G 0 -1075.9118X T -13.8645 0

2.-

CaC2 (s) + H2O (l) Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g)

-15 -68.3174 -235.80 54.194


Si “ ” es “-” la Rx es exotérmica es decir libera calor

Análogamente:


16.8 16.716 18.2 47.977


Luego:

Y b x m

0


Luego:

Cuando es positivo “-” es un proceso espontaneo

Y ∆G 0 -98.293X T -3.009 0


3.-

CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g)

-94.0598 0 -26.4157 -57.7979

Si “ ” es “+” la Rx es endotérmica es decir absorbe calor

Análogamente:

CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g)

51.061 31.211 47.301 45.103



Luego:

Y b x m

0

Luego:

Cuando es positivo “+” es un proceso no espontaneo

Y ∆G 0 9.8462X T 0.9715 0


4.-Usos de las reacciones.-

C7H16 (g) + 11O2 (g) 7CO2 (g) + 8H2O (g)

Se dice que es espontanea al aire libre y en las condiciones del interior de un motor de un automóvil esta reacción es la combustión de la gasolina por lo tanto es espontanea


Ya reaccionando estos reactantes forma el acetileno se usa mayormente para la soldadura acetilénica y el hidróxido de calcio queda criollamente dicho debajo de lo soldado especia de blanco lechada

CO2 (g) + H2 (g) CO (g) + H2O (g)

seria completa cuando forma el CO2 y la llama seria azul pero formando en monóxido de carbono es una reacción incompleta o combustión incompleta esto te forma hollín al combustiones ,es decir, cuando se cocina a leña se forma una


especie negro esa es la llamada hollín y el agua en estado gaseoso es vapor

ConclusiónLos procesos termodinámicos son los responsables finales de todos

los movimiento dentro de la atmósfera. Cuando se estudia un sistema meteorológico particular, se asume que la energía se conserva para ese sistema. Para la mayoría de las situaciones se puede asumir que el aire se comporta como un gas ideal y por tanto obedece la ley de los gases ideales. La ley de los gases ideales puede expresarse de diversas formas. La primera ley de la termodinámica establece que la energía añadida a o eliminada de un sistema se utiliza para realizar un trabajo en o por el sistema y para aumentar o disminuir la energía interna (temperatura) del sistema.


Un proceso adiabático es aquel en el que no hay intercambio de energía entre una parcela de aire (seco) y su entorno. Si la entropía de la parcela no cambia a lo largo de su movimiento, entonces el movimiento es isentrópico De la integración de la forma entrópica de la primera ley de la termodinámica se obtiene una expresión para la temperatura potencial de una parcela de aire. Esto es, la temperatura absoluta que alcanzaría una parcela de aire si se moviera adiabáticamente hasta el nivel de presión de 1000 hPa.

Bibliografías

http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_ley_de_la_termodin%C3%A1mica

http://www.termodinamica.com.pe/

http://www.termodinamica.com.pe/

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/estadistica/termo/Termo.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Entalp%C3%ADa_de_fusi%C3%B3n


http://www.monografias.com/trabajos17/calorimetria/calorimetria.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Entrop%C3%ADa

http://www.luispabon.com/entropia/index.php

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna

http://enciclopedia.us.es/index.php/Energ%C3%ADa_interna

http://es.wikipedia.org/wiki/Calor

http://www.monografias.com/trabajos15/transf-calor/transf-calor.shtml

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/Calor/index.htm

REACCIONES ESPONTANEAS Y NO ESPONTANEAS

Documents

Transcript of REACCIONES ESPONTANEAS Y NO ESPONTANEAS