Quimica y Fisica

1. UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
FACULTAD DE FILOSOFÍA, LETRAS Y CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN
CARRERA DE PEDAGOGÍA DE LAS CIENCIAS EXPERIMENTALES , QUÍMICA Y BIOLOGÍA
QUÍMICA-FÍSICA
TEMA : Primera y segunda ley de la
termodinámica
EXPOSITORES:
 BARAGÁN PRISCILA.
 CASA SANDRA
 ERAZO MAYRA
 GUILLÉN CARLOS
 PILICITA KARINA

2. Las
transferencias
de calor
conversión de
la energía
capacidad de
los sistemas
PRODUCIR
TRABAJO
TERMODINÁMICA
ESTUDIA:

3. Características:
Se aplica al estudio de
sistemas
Estudia el sistema en
situaciones de equilibrio
Sus postulados son
indemostrables
TERMODINÁMICA

4. CALOR
 El calor es la energía intercambiada entre un
cuerpo y su entorno por el hecho de
encontrarse a distinta temperatura.
 El calor, como el trabajo, es energía en
tránsito, por lo que se puede entender
también como un método para transferir
energía.

5. ENERGÍA
Capacidad
de realizar
trabajo
Producir
movimientos
Energía

6. Energía Química Energía Nuclear:Energía eléctrica:
Energía Mecánica Energía Radiante

7. Es el producto de una fuerza aplicada sobre un
cuerpo y del desplazamiento del cuerpo en la
dirección de esta fuerza.
TRABAJO
El trabajo es una magnitud física escalar
que se representa con la letra W y se
expresa en unidades de energía, esto es
en julios o joules (J)

8. REACCIONES EXOTÉRMICAS
Permanganato de potasio Glicerina
Son aquellas donde ocurre desprendimiento de energía
en forma de calor.

9. REACCIONES ENDOTÉRMICAS
Son aquellas reacciones donde se necesita de calor para
que se lleve a cabo la misma.
Es decir ocurre una absorción de energía durante todo el
proceso.
Reacción química entre el
estroncio y el azufre. Para
que esta se lleve a cabo es
necesario suministrar calor

10. PRIMERA LEY DE LA
TERMODINÁMICA

11. El experimento de Joule

12. La energía no se crea, ni se destruye,
solo se conserva
 Un sistema es sometido a
un ciclo termodinámico
CALOR = TRABAJO
 Relaciona el trabajo y el calor
transferido intercambiado en un
sistema
 La energía interna de un sistema
aumenta cuando se le
transfiere calor o se realiza
un trabajo sobre él

13. Energía interna
 Es el resultado de la
contribución de la energía
cinética de las moléculas o
átomos que lo constituyen,
de sus energías de
rotación, traslación y
vibración.
 Como consecuencia:

14. Energía interna de un gas ideal
 Depende exclusivamente de
la temperatura
 La variación de energía
interna de un gas ideal
(monoatómico o diatómico)
entre dos estados A y B se
calcula mediante la
expresión:

15. PROCESOS ISOTÉRMICOS
 Cambio de temperatura reversible en
un sistema termodinámico
 CURVA ISOTERMA

16. POCESOS ADIABÁTICOS
 Aquél en el cual el
sistema no
intercambia calor con
su entorno
 Reversible
 Impiden la
transferencia de calor
con el entorno

17. Relaciones en el enfriamiento
adiabático del aire
Relación
ambiente de
la atmósfera
Tasa seca
adiabática
Tasa húmeda
adiabática

18. El volumen permanece constante,
aunque la presión sea variable, de
esta manera el trabajo que se realiza
es nulo.
𝑊 = 𝑃. ∆𝑈 = 0
∆𝑈 = 𝑄 − 𝑊
𝑄 = 𝑛. 𝐶𝑣. ∆𝑇
Proceso Isocórico
Variación Energía
Interna
Calor Entregado

19. EJERCICIO 1
Un recipiente hermético que mantiene su
volumen constante contiene gas. Si se le
suministran 50 calorías desde el exterior ¿Qué
variación de energía interna presenta?
Datos
∆U=?
∆V=0
W= 0
1Cal = 4.2J
Q= 50Cal = 210J
∆𝑈 = 𝑄 − 𝑊
∆𝑈 = 𝑄 − 0
∆𝑈 = 50𝐶𝑎𝑙. (4.2𝐽)
∆𝑈 = 210 𝐽
La variación de energía interna aumenta debido a
que se le suministro calor al sistema.
EJERCICIO 2
Calcular la cantidad de calor que hay que entregarle a
3kg de agua para calentarla de 20°C a 100°C. Calcular
el valor entregado a la masa de agua.
Datos
Q=?
m= 3Kg
𝑇0 = 20°𝐶
𝑇𝑓 = 100°𝐶
𝐶 𝑣(𝐴𝑔𝑢𝑎) = 1
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝐾𝑔. °𝐶
𝑄 = 𝑚. 𝐶 𝑣. (𝑇𝑓 − 𝑇𝑖)
𝑄 = 3𝐾𝑔. 1
𝐾𝑐𝑎𝑙
𝐾𝑔. °𝐶
. (100°𝐶 − 20°𝐶)
Q= 240 Kcal

20. El volumen y la temperatura de un gas
varían mientras que la presión permanece
constante, sin importar si el gas sufre una
compresión o una expansión.
∆𝑄 = ∆𝑈 + 𝑃∆𝑉
W = P.(𝑉𝑓 − 𝑉𝑖)
ECUACIÓN DEL PROCESO ISOBÁRICO
W = P.(𝑉𝑓 − 𝑉𝑖)
W Trabajo mecánico 1J=Nm
P Presión 𝑁
𝑚2
𝑽 𝒇
Volumen final 𝑚3
𝑽𝒊 Volumen inicial 𝑚3
1cal= 4.2J 1J= 0.24cal Pa= Pascal
𝟏𝑷𝒂 =
𝑁
𝑚2
𝟏𝒂𝒕𝒎 = 760𝑚𝑚𝐻𝑔 = 1.013𝑥105
𝑁
𝑚2

21. Cierto gas sufre una expansión, por lo que varía su volumen de 1.8 x 10-4 a 4.7 x 10-4 m3 pero mantiene una presión constante de
3.05 x 105 Pa. Si lo anterior fue consecuencia de haber suministrado 30 calorías, calcular:
a) El trabajo desarrollado por el sistema.
b) La variación de energía interna que experimentó.
Datos: 𝑉𝑖 = 1.8𝑋10−4 𝑚3
𝑉𝑓 = 4.7𝑋10−4
𝑚3
P = 3.05 x 105 Pa
Q = 30 Cal = 126 J
W = P.(𝑉𝑓 − 𝑉𝑖)
W = 3.05 x 105
𝑁
𝑚2 (4.7𝑋10−4
𝑚3
− 1.8𝑋10−4
𝑚3
)
W = 3.05 x 105
𝑁
𝑚2 (2.9𝑋10−4
𝑚3
)
W= 88.45 J
∆𝑈 = 𝑄 − 𝑊
∆𝑈 = 126𝐽 − 88.45𝐽
∆𝑈 = 37.55 𝐽

22. Es la cantidad de energía que un
sistema puede intercambiar con su
entorno; es una magnitud de la
termodinámica simbolizada con la
letra H.
TIPOS
De Formación
De Reacción
De Combustión
Estándar
𝐻 = 𝑈 + 𝑃𝑉
H= Entalpía
U= Energía interna
P= Presión del Sistema
V= Volumen del
sistema

24. SEGUNDA LEY DE LA
TERMODINÁMICA

25. Principio general
que impone
restricciones
Dirección de la
transferencia de
calor
Eficiencia posible
en los motores
térmicos

26. Segunda Ley: Motores
Térmicos
Es imposible extraer una
cantidad de calor QH de un
foco caliente y usarla toda
ella para producir trabajo
Alguna cantidad de calor QC
debe ser expulsada a un
foco frío
Esto se opone a un motor
térmico perfecto
Enunciado de la segunda ley
de Kelvin-Planck

27. SegundaLey:ElRefrigerador
No es posible que el calor fluya
desde un cuerpo frío hacia un cuerpo
mas caliente
Sin necesidad de producir ningún
trabajo que genere este flujo
La energía no fluye
espontáneamente desde un objeto a
baja temperatura hacia otro objeto a
mas alta temperatura
Enunciado de la segunda ley de
Clausius

28. Magnitud que determina
el grado de desorden o
caos de un sistema
Se aplico inicialmente a
sistemas
termodinámicos
Una idea de la cantidad
de calor disipado por un
cuerpo
Un cuerpo que libera
energía calórica
La entropía esta
contenida en el objeto
Es una variable de
estado cuyo cambio se
define por un proceso
reversible en T y donde
Q es el calor absorbido