Conceptos Esenciales de Termodinámica y Termoquímica: Principios y Aplicaciones
Enviado por Chuletator online y clasificado en Química
Escrito el en 
español con un tamaño de 5,37 KB
Fundamentos de Termodinámica: Conceptos y Principios Clave
La termodinámica es la ciencia que estudia las transferencias energéticas y sus efectos sobre la materia.
Conceptos Clave en Termodinámica
Energía Interna (U)
La energía interna (U) de un cuerpo o un sistema es la suma de las energías de sus partículas constituyentes. Es una magnitud extensiva, ya que depende del conjunto de todas sus partículas.
Superficies Adiabáticas y Diatérmanas
- Superficie adiabática: No permite el paso de energía térmica a su través.
- Superficie diatérmana: Permite el intercambio de energía por medio de calor.
Calor y Temperatura
El calor es una forma de transferencia de energía que tiene lugar entre cuerpos debido a su diferencia de temperaturas. La temperatura se puede expresar en diferentes escalas, por ejemplo, la conversión de grados Celsius a Fahrenheit se realiza mediante la fórmula: T(ºC) * 1.8 + 32 = T(ºF).
Equilibrio Térmico
El equilibrio térmico se alcanza cuando dos cuerpos o sistemas en contacto térmico igualan sus temperaturas, cesando la transferencia neta de calor entre ellos.
Propagación de la Energía Térmica
La energía térmica se propaga a través de tres mecanismos principales:
- Conducción: Transferencia de calor por contacto directo.
- Convección: Transferencia de calor por el movimiento de fluidos.
- Radiación: Transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas.
Calor Específico
El calor específico de una sustancia es la energía necesaria para aumentar en un grado la temperatura de la unidad de masa de dicha sustancia.
Dilatación
La dilatación es el aumento en las dimensiones de los cuerpos al incrementar su temperatura.
Trabajo Termodinámico
El trabajo es la forma de transferir energía de un sistema a otro mediante la acción de fuerzas aplicadas.
Principios de la Termodinámica
Primer Principio de la Termodinámica
La variación de la energía interna (ΔU) de un sistema siempre es igual a la suma de la energía que intercambia con su entorno mediante calor (Q) y trabajo (W). Se expresa como: ΔU = Q + W.
Entropía
La entropía es una función de estado que mide el grado de desorden de un sistema. A mayor desorden, mayor entropía. Sirve para cuantificar la pérdida de la calidad asociada a las transformaciones energéticas.
Segundo Principio de la Termodinámica
Todo proceso espontáneo aumenta la entropía del universo.
Termoquímica: Energía en Reacciones Químicas
La termoquímica es la rama de la química que estudia los cambios de energía que acompañan a las reacciones químicas.
Calor de Reacción
El calor de reacción es la energía térmica que se desprende o se absorbe en una reacción química.
Tipos de Reacciones Térmicas
- Reacciones exotérmicas: Tienen lugar con un desprendimiento de energía en forma de energía térmica.
- Reacciones endotérmicas: Necesitan una absorción de energía en forma de energía térmica para producirse.
Entalpías Estándar
Entalpía Estándar de Reacción (ΔHºreacción)
La variación de entalpía es el calor de reacción a presión constante.
Entalpía Estándar de Formación (ΔHºf)
La entalpía estándar de formación es la variación de la entalpía correspondiente a la formación de un mol de sustancia, en estado estándar, a partir de los elementos en dicho estado, a los que se les asigna una entalpía de formación cero.
Entalpía Estándar de Combustión (ΔHºc)
La entalpía estándar de combustión es la variación de entalpía que se produce al quemar un mol de sustancia en condiciones estándar.
Entalpía de Enlace
La entalpía de enlace es la energía necesaria para separar dos átomos de una sustancia determinada.
Ley de Hess
La Ley de Hess establece que el calor absorbido o desprendido en una reacción química a presión constante es siempre el mismo, independientemente de si la reacción ocurre en una o varias etapas.
Conceptos Adicionales en Química: Polímeros y Alotropía
Monómeros y Polímeros
Un monómero es un compuesto de baja masa molecular que puede formar oligómeros (cuando se unen menos de diez monómeros iguales o diferentes) y polímeros (cuando se unen más de diez monómeros iguales o diferentes).
Alotropía
La alotropía es la propiedad de algunos elementos químicos de presentarse en dos o más formas estructurales diferentes, cristalinas o moleculares, en un mismo estado físico.
Formas Alotrópicas del Carbono
Algunas de las formas alotrópicas más conocidas del carbono incluyen:
- Grafito
- Diamante
- Grafeno
- Fullereno
- Nanotubos de carbono