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TERMOQUÍMICA
¿QUÉ ES LA TERMODINÁMICA?

Estudia la energía, el calor y el trabajo; sus relaciones y los
cambios que estas propiedades fundamentales producen en los
estados de un sistema.
TERMOQUÍMICA V/S
TERMODINÁMICA
TERMOQUÍMICA
Estudia los efectos de calor en
procesos de cambio químico,
como lo son las reacciones
químicas.
TERMODINÁMICA
Estudia los efectos en los cambios
de temperatura, presión y
volumen de los sistemas a un
nivel macroscópico (observable).
Se producen a presión o volumen Se estudia el cambio de presión y
constante.
volumen.
Es un proceso irreversible.
Es un proceso reversible.
Hay un cambio químico.
Hay un cambio físico.
EJEMPLO: Quemar un papel.
Ejemplo : Romper un papel.
¿CÓMO SE DEFINE LA ENERGÍA?



Es la capacidad para efectuar un trabajo.
Existen diversas formas de energía.
Todas las formas de energía se pueden convertir unas en otras.
Energía solar (o radiante):
 Proveniente del sol es la principal fuente de energía del planeta.
Energía térmica:
 Movimiento aleatorio de los átomos y las moléculas.
Energía química:
 Es la retenida en alimentos y combustibles.
Energía potencial:
 Es la energía disponible en función a la posición de un objeto con
respecto a su altura.
SISTEMAS TERMODINÁMICOS
1) Sistema
 Es lo que se desea estudiar.
2) Entorno
 Es la zona donde hay un intercambio con el sistema.
3) Límites del sistema
 Separación (real o imaginaria) entre el sistema y el entorno.
4) Universo:
 Sistema más entorno.
EL ESTADO DE UN SISTEMA

El estado de un sistema es la forma de comportarse del sistema
en un instante determinado.
¡¡¡ VARIABLES DE ESTADO !!!
Ejemplos: Presión, Volumen, Masa, Temperatura, Energía, etc.
TIPOS DE SISTEMAS



Sistema abierto: Intercambio de materia y energía con el
ambiente.
Sistema cerrado: Intercambio de energía con el ambiente (sin
intercambio de materia).
Sistema aislado: No hay intercambio ni de materia y ni de energía
con el ambiente.
FORMAS DE MEDIR LA ENERGÍA

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La energía es una magnitud cuya unidad de medida en el sistema
internacional (S.I.) es el Joule (J).
Otro tipo de medición de energía es la caloría (cal).
Su relación es la siguiente:
1 caloría = 4,184 J
1kcal = 4,184 kJ
EJERCICIO
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Calcular la cantidad de energía en Joule (J) que consumes al día
considerando:
Hombres: 2150 calorías
Mujeres: 1780 calorías
¿CÓMO SE TRANSFIERE EL CALOR?

La transferencia de calor se puede realizar por tres mecanismos
físicos: conducción, convección y radiación.
CONDUCCIÓN
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
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Es la transferencia de calor que se manifiesta principalmente en los
cuerpos sólidos.
Se caracteriza por el pasaje del calor desde los puntos de mayor
temperatura hacia los de menor temperatura, sin desplazamiento
apreciable de materia.
La conducción acaba cuando ambos cuerpos hasta lograr equilibrio
térmico.
Ejemplo: Una cuchara metálica en la taza de té.
CONVECCIÓN


Es la transferencia de calor que se produce en los fluidos (líquidos
y gases) por un movimiento real de la materia.
Ejemplo: Movimiento de agua en una olla.
RADIACIÓN


Es la forma de transmisión en la que el calor pasa de un cuerpo de
mayor temperatura a otro de menor temperatura, sin que entre ellos
exista un vínculo material.
Ejemplos: Energía Solar, estufas.
¿CÓMO FLUYE EL CALOR?

Cuando dos cuerpos que tienen distintas temperaturas se ponen en
contacto entre sí, se produce una transferencia de calor desde el
cuerpo de mayor temperatura al de menor temperatura proceso
llamado EQUILIBRIO TÉRMICO.
CALOR Y TRABAJO



Calor: Es la transferencia de energía que se producen entre dos
cuerpos que están a diferente temperatura.
Temperatura: Es la medida de calor de un cuerpo representado por
su energía cinética.
Trabajo: Se define como el producto de la fuerza aplicada por el
desplazamiento de un cuerpo.
ENERGÍA INTERNA (U)

La energía total de un sistema es la suma de todas las energías
cinéticas (Ec) y energías potenciales (Ep) de sus componentes y es
conocida como energía interna del sistema (U).

Su fórmula es :
EJEMPLO:

El trabajo realizado cuando se comprime un gas en un cilindro es de
462 (J). Durante este proceso hay una transferencia de calor de 128
(J) hacia los alrededores. Calcular el cambio de energía para este
proceso.
EJERCICIOS:


1. Un sistema realiza un trabajo de 150 J sobre el entorno y absorbe
80 J de calor. Calcular la variación de energía interna del sistema.
2. Un sistema cerrado recibe 100 J de calor y realiza 125 J de
trabajo sobre el entorno. Calcular la energía interna del sistema.
FUNCIONES DE ESTADO



Para algunas variables en los procesos termodinámicos no dependen
del camino recorrido sino que solamente de los estados inicial y
final de un sistema.
Son propiedades determinadas por el estado de un sistema, sin
importar cómo se haya alcanzado esa condición.
Algunos ejemplos son presión, volumen, temperatura, entre otras.
T° = 20°C
P= 1 atm
V=500 mL
¿Qué ocurrió?
¿Cuál fue la variable
involucrada en este
proceso?
T° = 90°C
P= 1 atm
V=500 mL
VARIABLES TERMODINÁMICAS

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También se conocen como variables de estado y permiten que
cualquier científico reconstruya las condiciones exactas de un
sistema.
Estas se clasifican en variables extensivas y variables intensivas.
Variables extensivas
Variables Intensivas
Dependen de la cantidad de materia. Son independientes de la cantidad
Por ejemplo: masa, volumen, calor, de
materia.
Por
ejemplo:
longitud.
temperatura, densidad, punto de
ebullición.
PROCESOS TERMODINÁMICOS
1. Procesos Reversibles
 Al finalizar un proceso, tanto el sistema y el entorno recuperan sus
estados iniciales sin cambiar el universo.
 El proceso reversible es una idealización ya que no existe proceso
reversible que sea perfecto.
2. Procesos Irreversibles
 Es aquel que tras pasar del estado inicial al final es imposible volver
al principio sin producir algún cambio en el entorno.
 Ejemplo: Envejecer.
EJERCICIOS:
 Realizar los ejercicios de las páginas 22, 27 y actividad 1 de la
página 30 de tu libro de Química.
¡¡¡ A TRABAJAR !!!
CALORIMETRÍA


Para medir cambios de calor se utiliza un Calorímetro.
Para medir cambios de temperatura se utiliza un Termómetro.
Un calorímetro sirve para
medir el calor de las
reacciones químicas o
cambios físicos, así como
la capacidad de calor.

Este instrumento nos permite calcular entalpías estándar para
algunos compuestos:
CALOR ESPECÍFICO Y CAPACIDAD
CALORÍFICA
Capacidad Calorífica (C)
 Se define como la cantidad de calor que se requiere para elevar en
1(°C) la temperatura de una determinada cantidad de sustancia.
Capacidad calorífica se expresa por mol o
por gramo
Expresada en gramo de sustancia
se le denomina
Calor Específico (s)
Expresada por mol de sustancia,
se denomina
Capacidad calorífica molar (C)
CALOR ESPECÍFICO


El calor específico (s) de una sustancia es la cantidad de calor que
se requiere para elevar en 1(°C) la temperatura de un gramo de
sustancia.
Se mide en (J/g °C)
EJEMPLO:

Se requieren 209 J para aumentar la temperatura de 50 g de agua
en 1 °C. Por tanto, el calor específico del agua es 4,18 J/g°C. Si se
deseara aumentar la temperatura de 200 g de agua en 20°C,
¿cuánto calor debe agregarse al sistema?
EJERCICIOS

Desarrollar actividad 2 de la página 30 de tu libro de química.
¡¡¡ A TRABAJAR !!!
Repaso para la prueba…
1. Desarrolla las siguientes preguntas:
a) ¿Qué es la Energía Interna de un Sistema?
b) ¿Qué es el calor? ¿Qué mide el termómetro?
c) ¿Cómo se transfiere el calor? Defina Conducción, Convección y
Radiación.
Para comprender aún más los conceptos
de Termoquímica responde las
siguientes preguntas. Y recuerda que si
tienes dudas trabaja con tu profesor.
2. Resuelve los siguientes ejercicios:
a) El trabajo realizado cuando se comprime un gas en un cilindro es de
650 [J]. Durante este proceso hay una transferencia de calor de 135
[cal] del gas hacia los alrededores. Calcula el cambio de energía para
este proceso.
b) La energía interna de un sistema es de 650 [J]. Sabemos que el
trabajo realizado cuando se comprime un gas en un cilindro, es de
1250 [J]. ¿Cuánta es la cantidad de calor en este proceso?
c) El trabajo realizado cuando se expande un gas en un cilindro es de
84 [cal]. Durante este proceso hay una absorción de calor de 37 [cal]
del gas. Calcula el cambio de energía para este proceso expresado en
[kcal] y [J].
3. Realiza las siguientes transformaciones de energía
a) Transforma de kcal a cal:
23,4 kcal ¿Cuántas calorías son?
64,1 kcal ¿Cuántas calorías son?
b) Transforma de J a cal:
630 J ¿Cuántas calorías son?
543 J ¿Cuántas calorías son?
c) Transforma de kJ a kcal:
30,3 kJ ¿Cuántas kcal son?
36,3 kJ ¿Cuántas kcal son?