trabajo de termodinamica

UNIVERSIDAD DE ORIENTE EXTENSIÓN NUCLEO ANZOÁTEGUI DEPARTAMENTO DE CIENCIAS APLICADAS p QUIMICA GEN ERAL Profesor: ng. Jesús Marcano 16. 479. 759 17. 236. 946 1 illeres: * Álvarez, Freddy Cl: * Contramaestre, Jose Cl: *Silva, Maria a: 20. 995. 679 *zurita, Hernan Cl: 17. 409. 567 Barcelona, Marzo de 2011. CONTENIDO Pagina INTRODUCCIÓN…. …. 3 DESARROLLO: – LEYES DE LA ENTALPIA DE FORMACION……………………………………………………….

IB ENTALPíA DE COMBUSTIÓN. 19 ENTALPÍA ESTÁNDAR . .20 21 BIBLIOGRAFIA… 23 INTRODUCCION La palabra termodinámica proviene de dos palabras griegas: hermé, que significa «calor’ y dynarms cuyo sentido original es «fuerza». En física sin embargo, dinámica se opone a estática y se refiere a «cambios» por oposición a «equilibrio»; pues termodinámica sería la ciencia que estudia los cambios en los sistemas físicos en los que interviene el calor.

La termodinámica está constituida por varias Leyes que son necesarias para el entendimiento de la energética y dirección de los procesos. Existen tres leyes fundamentales de la termodinámica, las cuales analizaremos en el desarrollo de este trabajo, así como también indagaremos sobre los Parámetros de la termodinámica, as unidades de calor que se necesitan en los cálculos de los procesos termodinámicos y la cantidad de energía que se necesita en estos (entalpía).

Sin más que agregar esperemos que este trabajo cumpla con las exigencias requeridas por el instructor de la materia, el cual proceda a desarrollar, explicar y nombrar todo su contenido a continuación… otra forma, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna. Fue propuesta por Antoine Lavoisier.

La ecuación general de la conservación de la energía es la siguiente: Eentra — Esale = AEsistema Que aplicada a la termodinámica teniendo en cuenta el criterio de signos termodinámico, queda de la forma: Esta ley indica que si tenemos un sistema que tiene una determinada cantidad de energía interna y llevamos a cabo un trabajo sobre él, mediante algún tipo de proceso, o le brindamos calor al sistema, la energía interna dicho sistema variará.

Por ejemplo, si el sistema es una vasija de metal con agua fría, podemos variar la energía interna del mismo: si revolvemos el agua con un elemento tal como una cuchara, podemos elevar la temperatura de la misma por fricción: estamos realizando un rabajo que variará la energía interna del sistema. Si calentemos el agua con un mechero, le estamos aportando calor al sistema, hecho que variará también su energía interna. La energía interna de un sistema, el calor y el trabajo, son sólo distintas formas de energ[a. No es posible crear o destruir energía, sólo es posible transformar una forma de energía en otra.

Segunda ley de la termodinámica Esta ley regula la dirección en la que deben llevarse a cabo los procesos termodinámicos y, por lo tanto, la imposibilidad de que ocurran en el sentido contrario (por ejemplo, que una mancha e tinta dispersada en el agua pueda volver a concentrase en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir concentrase en un pequeño volumen). También establece, en algunos casos, la imposibilidad de convertir completamente toda la energía de un tipo en otro sin pérdidas.

De esta forma, La Segunda ley impone restricciones para las transferencias de energía que hipotéticamente pudieran llevarse a cabo teniendo en cuenta sólo el Primer Principio. Esta ley apoya todo su contenido aceptando la existencia de una magnitud física llamada ntrop[a tal que, para un sistema aislado (que no intercambia materia ni energía con su entorno), la variación de la entropía siempre debe ser mayor que cero. Debido a esta ley también se tiene que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos a temperatura más alta a aquellos de temperatura más baja.

Existen numerosos enunciados equivalentes para definir este principio, destacándose el de Clausius y el de Kelvin. Enunciado de Clausius: Diagrama del ciclo de Carnot en función de la presión y el volumen. En palabras de Sears es: » No es posible ningún proceso cuyo ?nico resultado sea la extracción de calor de un recipiente a una cierta temperatura y la absorción de una cantidad igual de calor por un recipiente a temperatura más elevada» Enunciado de Kelvin: No existe ningún dispositivo que, operando por ciclos, absorba calor de una única fuente y lo convierta íntegramente en trabajo.

Otra interpretación: Es imposible construir una máquina térmica cíclica que transforme calor en trabajo sin aumentar la energía termodinámica del ambiente. Debido a esto podemos concluir que el rendimiento energético de una máquina térmica 4 21 ambiente. Debido a esto podemos concluir que el rendimiento energético de una máquina térmica cíclica que convierte calor en trabajo siempre será menor a la unidad y ésta estará más próxima a la unidad cuanto mayor sea el rendimiento energético de la misma.

Es decir, mientras mayor sea el rendimiento energético de una máquina térmica, menor sera el impacto en el ambiente, y viceversa. Tercera ley de la termodinámica La Tercera de las leyes de la termodinámica, propuesto por Walther Nernst, afirma que es imposible alcanzar una temperatura igual al cero absoluto mediante un número finito de rocesos físicos. Puede formularse también como que a medida que un sistema dado se aproxima al cero absoluto, su entropía tiende a un valor constante específico.

La entropía de los sólidos cristalinos puros puede considerarse cero bajo temperaturas iguales al cero absoluto. No es una noción exigida por la Termodinámica clásica, así que es probablemente inapropiado tratarlo de «ley’. Es importante recordar que los principios o leyes de la Termodinámica son sólo generalizaciones estadísticas, válidas siempre para los sistemas macroscópicos, pero inaplicables a nivel cuántico. El demonio de Maxwell ejemplifica cómo puede concebirse un sistema cuántico que rompa las leyes de la Termodinámica.

Asimismo, cabe destacar que el primer principio, el de conservación de la energía, es la más sólida y universal de las leyes de la naturaleza descubiertas hasta ahora por la ciencia. Ley cero de la termodinámica El equilibrio termodinámico de un sistema se define como la condición del mismo en el cual las variables empíricas usadas para definir un estado del siste s 1 condición del mismo en el cual las variables empincas usadas para definir un estado del sistema (presión, volumen, campo léctrico, polarización, magnetización, tensión lineal, tensión superficial, entre otras) no son dependientes del tiempo.

A dichas variables empíricas (experimentales) de un sistema se les conoce como coordenadas termodinámicas del sistema. A este principio se le llama del equilibrio termodinámico. Si dos sistemas Ay B están en equilibrio termodinámico, y B está en equilibrio termodinámico con un tercer sistema C, entonces A y C están a su vez en equilibrio termodinámico. Este principio es fundamental, aun siendo ampliamente aceptado, no fue formulado formalmente hasta después de haberse enunciado las tras tres leyes. De ahi que recibe la posición 0.

PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: TEMPERATURA La temperatura es un factor abiótico que regula procesos vitales para los organismos vivos, asi como también afecta las propiedades químicas y físicas de otros factores abióticos en un ecosistema. Antes de discutir la naturaleza de dichas interacciones, considero necesario iniciar la presentación con una distinción entre los conceptos de temperatura y calor. La distinción entre estos dos conceptos es a menudo confusa, llevándonos a intercambiarlos erróneamente.

El término calor mplica energía transferida desde un cuerpo o sistema hacia su ambiente inmediato o viceversa. El flujo de energía procede siempre de un área de mayor concentración a un área de menor concentración, en conformidad con la segunda ley de termodinámica. Del otro lado, la temperatura es un parámetro que nos revela que existe un que nos revela que existe un contraste o gradiente de energía que provoca la transferencia de calor. En términos fisiológicos, la temperatura es considerada un parámetro de mayor significado que el contenido de calor de un cuerpo o sistema.

Un protozoario que nada libremente en n cuerpo de agua con una temperatura promedio de 100C, es apenas afectado por la energía total contenida en su hábitat (sin importar que su hábitat sea una pequeña charca o sea un gran lago). El factor de intensidad, la temperatura (100C), es el mismo para ambos cuerpos de agua, controlando de igual forma el metabolismo del protozoario. Asumiendo claro está, que las únicas diferencias entre los dos ambientes son el tamaño de sus respectivas cuencas hidrológicas y el contenido de calor asociado a éstas.

PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: TEMPERATURA 2 Tenemos conocimiento de que la temperatura afecta la energía inética de los reactivos, así como la estabilidad y actividad de las enzimas que participan en reacciones bioquímicas. En consecuencia, la temperatura ejerce una marcada influencia sobre la reproducción, crecimiento y el status fisiológico de todas las entidades vivas. Los microorganismos como grupo (particularmente el grupo de las bacterias) demuestran una capacidad extraordinaria para vivir y reproducirse a lo largo de un amplio rango de temperaturas (desde temperaturas bajo 00C, hasta temperaturas que alcanzan los 1 1 30C).

Los microorganismos se han agrupado en cuatro categorías, a base e su rango de temperatura óptimo para el crecimiento. Las categorias son: psicrofílicos, mesofílicos, termofílic temperatura óptimo para el crecimiento. Las categorías son: psicrofílicos, mesofilicos, termof(licos e hipertermofílicos. El rango de temperatura óptimo y el límite mínimo y máximo de temperatura que distinguen a cada grupo no se deben tomar como valores absolutos que establecen la frontera entre una y otra categoría y si como un reflejo del hábitat natural donde se desarrolla cada grupo.

De hecho, el rango de temperatura que define a cada categoría varía de un grupo de microorganismos otro. Al presente, el limite máximo de temperatura que define a los diferentes grupos de microorganismos termof(licos es el • protozoarios termofílicos — • algas termofílicas • hongos termofílicos • cianobacterias termofílicas — • bacterias fototróficas termofílicas — • eubacterias organotróficas termofllicas — . ?? arquebacterias (hipertermofílicas) 560C 55- 600C 60 – 620C 70 – 740C gooc 1130C El efecto de la temperatura en el metabolismo, la nutrición y la reproducción de microorganismos, así como el desarrollo de adaptaciones moleculares para sobrevivir en ambientes con emperaturas extremas ha sido ampliamente discutida en la literatura científica.

Por otro lado, la temperatura desempeña un rol fundamental en el funcionamiento de ecosistemas al regular o afectar otros factores abióticos del ecosistema como son: la solubilidad de n al regular o afectar otros factores abióticos del ecosistema como son: la solubilidad de nutrientes, solubilidad de gases, el estado físico de nutrientes, el grado de toxicidad de xenobióticos y propiedades fisico-químicas del medio acuoso como: pH, potencial redox, solubilidad de gases, densidad, el estado físico y la viscosidad del sustrato.

De hecho, la viscosidad del agua desempeña un rol importante en determinar la forma de peces y larvas de insectos en ambientes lóticos. Todas estas interacciones afectan a su vez la distribución, composición (diversidad) y el grado de actividad metabólica de los seres vivientes que integran un ecosistema.

PARAMETROS FISICO-QUIMICOS: TEMPERATURA 3 Efecto de la temperatura en la densidad y la estratificación termal: Uno de los efectos del calor que acompaña a la radiación solar sobre las propiedades fisico-qu[micas del sustrato (agua), es la estratificación vertical de cuerpos de agua lénticos, por iferencias en densidad y temperatura. La luz solar calienta las aguas cercanas a la superficie, generando una capa de agua tibia y menos densa sobre una capa de agua más fría y densa.

Según la radiación solar penetra en un cuerpo de agua, su absorción es casi exponencial (Figura 1), razón por la cual sería de esperar que la distribución de calor a lo largo de la columna exhibiera un patrón similar. Sin embargo, la agitación de las aguas en la superficie por un efecto de convección (provocado por evaporación nocturna y enfriamiento de la superficie del cuerpo de agua) y la acción del iento, generan un perfil vertical de temperaturas diferente al de la penetración de la luz (Figura 2).

En consecuencia perfil vertical de temperaturas diferente al de la penetración de la luz (Figura 2). En consecuencia, el cuerpo de agua se estratifica en tres zonas o capas de agua: el epilimnio , la capa de agua más superficial, la de menor densidad y mayor temperatura; el hipolimnio , la zona más profunda, más densa y la de menor temperatura y finalmente el metalimnio , zona intermedia entre el epilimnio y el hipolimnio, con una densidad también intermedia. Los límites o fronteras de estas zonas, son en uchas ocasiones difíciles de detectar.

Las zonas son dinámicas presentándose variaciones en su tamaño (grosor), que obedecen a fluctuaciones estacionales o a cambios atmosféricos marcados (lluvias torrenciales, tormentas). En adición a las tres zonas mencionadas, se ha identificado otra zona importante dentro de cuerpos de agua estratificados termalmente. Dicha zona se conoce con el nombre de termoclino (Figura 3). Los termoclinos se definen como regiones que presentan la inflección mayor en la gráfica de temperatura versus profundidad.

En otras palabras, el termoclino es la región onde la temperatura presenta cambios rápidos en función de la profundidad. Se han identificado dos tipos de termoclinos: termoclina temporero o diario y termoclina estacional o parental El termoclino parental es el más profundo y siempre se localiza dentro del metalimnio. Esto ha llevado a que en muchas ocasiones ambos términos se intercambien, ya que ambas zonas se localizan en una misma región en cuerpos de agua estratificados. Los termoclinos temporeros se ubican más cerca de la superficie y pueden localizarse en el metalimnio o en el epilimnio. Este tipo de ter 0 DF 21