Termodinámica y teoría cinética: presión, temperatura y equilibrio químico

Preguntas y respuestas

P1: ¿Estrella cósmica? Gravedad, hidrógeno y tiempo

P1: estrella cósmica? Gravedad, Hidrógeno y Tiempo

P2.1: SISTEMA en TMD

P2.1: SISTEMA en TMD. Señale solo los términos: Espacio y materia, porción finita, medio ambiente, frontera.

P2.2: Definición de presión

P2.2.- Defina qué es la presión, contextualizada como aquella que ejerce un gas ideal dentro de un volumen determinado.

R2.2.- Trabajo que ejercen las moléculas contra la superficie interior del volumen que la contiene.

P2.3: Condición para que exista trabajo

P2.3.- Señale qué debe suceder con la «frontera del sistema» para que exista trabajo efectuado por el gas contenido dentro del sistema definido en P2: Expansión.

P3: Equilibrio termodinámico (solo químico)

P3: Explique el equilibrio termodinámico, en específico y solo el químico. Use los términos técnicos enseñados en clase.

Las velocidades de las reacciones químicas que gobiernan la producción de productos y aquellas que las revierten a los reactantes son iguales (velocidades). Por tanto, las proporciones de productos y reactantes se mantienen constantes entre dos estados termodinámicos.

P5: Supuestos de la teoría cinética para gases ideales

P5: ¿Qué considera la teoría cinética de los gases para considerarlos GASES IDEALES, respecto de cómo:

• Deben ser las moléculas: diminutas, de igual tamaño y masa.
• Las colisiones deben ser: elásticas.
• Cómo debe ser la presión: baja.

P6: Justificación en términos de presión

P6: Justifique su respuesta anterior en términos del parámetro «presión».

Porque a presiones menores la distancia entre moléculas es grande y no se logran manifestar significativamente las diferencias (fuerzas de repulsión y/o atracción).

P7: ¿Qué es la temperatura en TMD?

P7: ¿Qué es la temperatura en TMD, respecto del sentido físico o tipo de energía que expresa? Solo se solicita el nombre.

Energía cinética

P8: Por qué no existen los gases ideales

P8: ¿Por qué NO existen los gases ideales? Argumente acorde al lenguaje técnico señalado en clase. Sin este requisito su respuesta NO será evaluada. No se aceptará la respuesta «porque todos son reales».

R8: Porque siempre existen diferencias entre dos tipos de gas; la distancia puede hacer que no se manifiesten plenamente las interacciones, pero en sí mismos todos los gases son reales. La idealidad del gas es una condición límite; siempre hay diferencias entre tipos de gases.

Definiciones y teoría

Sistema

Sistema: espacio o porción finita de materia separada del medio ambiente por una frontera (superficie de control).

Teoría cinética de gases ideales

Teoría cinética de gases ideales

P5.1 Para gases diferentes, las propiedades son distintas.

• Las partículas se encuentran en un incesante movimiento caótico, chocando entre sí y con las paredes del recipiente que las contiene.
• Los choques contra las paredes originan la presión del gas. P5.2
• La temperatura absoluta es proporcional a la energía cinética promedio de las moléculas (átomos) del gas.
• Para presiones bajas, el diámetro de las moléculas (átomos) es mucho menor que la distancia promedio entre ellas. Se desprecia su volumen efectivo y las fuerzas de atracción entre ellas.
• Esta teoría puede emplearse para predecir otras propiedades, entre ellas las de transporte: conductividad térmica, coeficiente de difusión o viscosidad.

Ecuación de gases ideales

Ecuación de gases ideales

Permite encontrar relación entre: densidad & volumen y densidad & presión.

ρ1 = M / V1 ; ρ2 = M / V2 // ρ1 / ρ2 = V2 / V1 = P1 / P2

Las densidades de un gas a temperatura constante (CTE) son directamente proporcionales a las presiones.

Equilibrio térmico

Equilibrio térmico: Dos cuerpos están en equilibrio térmico si indican la misma lectura de temperatura, incluso si no se encuentran en contacto.

Presión

Presión: Fuerza que ejerce un fluido por unidad de superficie; se aplica a fases gaseosas o líquidas.

Ley de presiones parciales

1. A condición de T = CTE, la P ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada gas.
2. Se define como «presión parcial» de un gas en una mezcla gaseosa a aquella que ejercería este gas si solamente él ocupara todo el volumen de la mezcla.
3. Ley de Amagat: El volumen de una mezcla gaseosa es igual a la suma de los volúmenes de cada gas, medidos a igual P y T de dicha mezcla.