Este documento presenta las leyes de la entalpía, incluida la ley de Hess. Explica que la entalpía es una propiedad termodinámica que representa la energía transferida en un proceso a presión constante. También describe que la variación de entalpía de una reacción directa es igual a la suma de las variaciones de entalpía de las reacciones intermedias, de acuerdo con la ley de Hess. Finalmente, resume las tres leyes de la termodinámica.
Procesos Reversibles e irreversibles. Termodinámicacecymedinagcia
PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES
La segunda ley de la termodinámica establece que ninguna máquina térmica puede tener una eficiencia de 100 por ciento. Entonces cabe preguntar, ¿cuál
es la eficiencia más alta que pudiera tener una máquina térmica? Antes de contestarla es necesario definir primero un proceso idealizado, llamado proceso
reversible. Los procesos que se estudiaron al comienzo de este capítulo ocurrieron en cierta dirección, y una vez ocurridos, no se pueden revertir por sí mismos de
forma espontánea y restablecer el sistema a su estado inicial. Por esta razón se clasifican como procesos irreversibles. Una vez que se enfría una taza de café, no se calentará al recuperar de los alrededores el calor que perdió. Si eso
fuera posible, tanto los alrededores como el sistema (café) volverían a su condición original, y esto sería un proceso reversible. Un proceso reversible se define como un proceso que se puede invertir sin dejar ningún rastro en los alrededores. Es decir, tanto el sistema
como los alrededores vuelven a sus estados iniciales una vez finalizado el proceso inverso. Esto es posible sólo si el intercambio de calor y trabajo netos entre el sistema y los alrededores es cero para el proceso combinado (original e inverso). Los procesos que no son reversibles se denominan procesos irreversibles. Se debe señalar que es posible volver un sistema a su estado original siguiendo un proceso, sin importar si éste es reversible o irreversible. Pero
para procesos reversibles, esta restauración se hace sin dejar ningún cambio neto en los alrededores, mientras que para procesos irreversibles los alrededores normalmente hacen algún trabajo sobre el sistema, por lo tanto no vuelven a su estado original. Los procesos reversibles en realidad no ocurren en la naturaleza, sólo son
idealizaciones de procesos reales. Los reversibles se pueden aproximar mediante
dispositivos reales, pero nunca se pueden lograr; es decir, todos los procesos que ocurren en la naturaleza son irreversibles. Entonces, quizá se pregunte por
qué preocuparse de esta clase de procesos ficticios. Hay dos razones: una es que son fáciles de analizar, puesto que un sistema pasa por una serie de estados
de equilibrio durante un proceso reversible; y otra es que sirven como modelos idealizados con los que es posible comparar los procesos reales. En la vida diaria, el concepto de una “persona correcta” es también una
idealización, tal como el concepto de un proceso reversible (perfecto). Quienes insisten en hallar a esa persona correcta para establecerse están condenados a
permanecer solos el resto de sus vidas. La posibilidad de hallar la pareja ideal no es mayor que la de hallar un proceso perfecto (reversible). Del mismo modo,
una persona que insiste en tener amigos perfectos seguramente no tiene amigos. Los ingenieros están interesados en procesos reversibles porque los dispositivos que producen trabajo, como motores de auto
Procesos Reversibles e irreversibles. Termodinámicacecymedinagcia
PROCESOS REVERSIBLES E IRREVERSIBLES
La segunda ley de la termodinámica establece que ninguna máquina térmica puede tener una eficiencia de 100 por ciento. Entonces cabe preguntar, ¿cuál
es la eficiencia más alta que pudiera tener una máquina térmica? Antes de contestarla es necesario definir primero un proceso idealizado, llamado proceso
reversible. Los procesos que se estudiaron al comienzo de este capítulo ocurrieron en cierta dirección, y una vez ocurridos, no se pueden revertir por sí mismos de
forma espontánea y restablecer el sistema a su estado inicial. Por esta razón se clasifican como procesos irreversibles. Una vez que se enfría una taza de café, no se calentará al recuperar de los alrededores el calor que perdió. Si eso
fuera posible, tanto los alrededores como el sistema (café) volverían a su condición original, y esto sería un proceso reversible. Un proceso reversible se define como un proceso que se puede invertir sin dejar ningún rastro en los alrededores. Es decir, tanto el sistema
como los alrededores vuelven a sus estados iniciales una vez finalizado el proceso inverso. Esto es posible sólo si el intercambio de calor y trabajo netos entre el sistema y los alrededores es cero para el proceso combinado (original e inverso). Los procesos que no son reversibles se denominan procesos irreversibles. Se debe señalar que es posible volver un sistema a su estado original siguiendo un proceso, sin importar si éste es reversible o irreversible. Pero
para procesos reversibles, esta restauración se hace sin dejar ningún cambio neto en los alrededores, mientras que para procesos irreversibles los alrededores normalmente hacen algún trabajo sobre el sistema, por lo tanto no vuelven a su estado original. Los procesos reversibles en realidad no ocurren en la naturaleza, sólo son
idealizaciones de procesos reales. Los reversibles se pueden aproximar mediante
dispositivos reales, pero nunca se pueden lograr; es decir, todos los procesos que ocurren en la naturaleza son irreversibles. Entonces, quizá se pregunte por
qué preocuparse de esta clase de procesos ficticios. Hay dos razones: una es que son fáciles de analizar, puesto que un sistema pasa por una serie de estados
de equilibrio durante un proceso reversible; y otra es que sirven como modelos idealizados con los que es posible comparar los procesos reales. En la vida diaria, el concepto de una “persona correcta” es también una
idealización, tal como el concepto de un proceso reversible (perfecto). Quienes insisten en hallar a esa persona correcta para establecerse están condenados a
permanecer solos el resto de sus vidas. La posibilidad de hallar la pareja ideal no es mayor que la de hallar un proceso perfecto (reversible). Del mismo modo,
una persona que insiste en tener amigos perfectos seguramente no tiene amigos. Los ingenieros están interesados en procesos reversibles porque los dispositivos que producen trabajo, como motores de auto
Obtención de datos cinéticos mediante el método integral y el método diferenc...José Carlos López
OBJETIVO: El alumno aprenderá a obtener datos de concentración a partir de experimentación evaluando la concentración por titulación y con respecto al tiempo, así mismo obtener el orden de la reacción y la constante de velocidad por dos métodos conocidos.
Sigue visitándonos en: http://apuntesdeingenieriaquimica.blogspot.mx/
Trabajos, apuntes, presentaciones, libros, prácticas, exámenes y más…
Facebook:
https://www.facebook.com/ingquimicaindustrial
Se comparte una breve presentación de apoyo para la correcta explicación del uso de los diagramas triangulares (Triángulo de Gibbs).
Sacale provecho...
presente Solucionario ha sido elaborado para estudiantes que cursen la asignatura BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA en carreras de Ingenieria Química,
Resuelto por Alex E
esta presentación esta basada en una exposición que se realizó en un salón de clases por estudiantes de la licenciatura en Químico Farmacéutico Biólogo
Obtención de datos cinéticos mediante el método integral y el método diferenc...José Carlos López
OBJETIVO: El alumno aprenderá a obtener datos de concentración a partir de experimentación evaluando la concentración por titulación y con respecto al tiempo, así mismo obtener el orden de la reacción y la constante de velocidad por dos métodos conocidos.
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Sacale provecho...
presente Solucionario ha sido elaborado para estudiantes que cursen la asignatura BALANCES DE MATERIA Y ENERGÍA en carreras de Ingenieria Química,
Resuelto por Alex E
esta presentación esta basada en una exposición que se realizó en un salón de clases por estudiantes de la licenciatura en Químico Farmacéutico Biólogo
Energía interna.
Primera Ley como ecuación de rapidez en la transmisión calor.
Conservación de masa, de masa y volumen de control. Primera ley para un volumen de control.
Entalpia en los procesos termodinámicos.
Calores específicos a volumen y a presión constante.
¡Bienvenidos a nuestra presentación sobre termodinámica y termoquímica!
En esta sesión, exploraremos los fundamentos esenciales de la termodinámica y la termoquímica, dos ramas de la ciencia que estudian la energía y sus interacciones en los sistemas físicos y químicos.
Comenzaremos nuestro viaje entendiendo los conceptos básicos de la termodinámica, como la energía, el calor, el trabajo y las leyes fundamentales que rigen los procesos energéticos. Analizaremos cómo estos principios se aplican en la vida cotidiana y en la industria, desde la eficiencia de los motores hasta la producción de energía en centrales eléctricas.
Luego nos sumergiremos en el fascinante mundo de la termoquímica, donde exploraremos cómo se intercambia y transforma la energía durante las reacciones químicas. Discutiremos conceptos clave como entalpía, entropía y energía libre, y veremos cómo estas magnitudes nos ayudan a entender la dirección y la espontaneidad de las reacciones químicas.
A lo largo de la presentación, ilustraremos estos conceptos con ejemplos prácticos y aplicaciones en diversas áreas, desde la industria química hasta la biología y la medicina. Además, destacaremos la importancia de la termodinámica y la termoquímica en el diseño y la optimización de procesos, así como en la búsqueda de soluciones sostenibles y energéticamente eficientes.
¡Prepárense para un viaje emocionante a través de la termodinámica y la termoquímica, donde descubriremos cómo la energía impulsa el mundo que nos rodea y cómo podemos aprovecharla de manera inteligente y responsable!
1. UNIVERSIDAD DE LA SIERRA
INGENIERÍA INDUSTRIAL EN PRODUCTIVIDAD Y CALIDAD
Leyes de la entalpía
Propiedades de los Materiales
MAESTRO:
Jesús Torres Grajeda.
ALUMNO:
Héctor Antonio Córdova Heredia.
TERCER SEMESTRE
GRUPO:
2-3
Moctezuma, Sonora 23-Septiembre-2015
2. • El paso de los reactivos a los productos finales puede hacerse
directamente o a través de una serie de estados intermedios, y se
cumple que: "la variación de la entalpía en la reacción directa es la
suma de las entalpías de cada una de las reacciones intermedias", ya
que al ser la entalpía una función de estado, no depende del camino
seguido sino de las condiciones iniciales y finales.
• Esto es lo que se conoce como la ley de Hess, formulada en 1840, y a
través de ella podemos calcular variaciones de entalpía de una reacción
con tal de que pueda obtenerse como suma algebraica de dos o más
reacciones cuyos valores de variación de entalpía son conocidos.
Ley de Hess
3.
4. Leyes de la entalpía
• Es una magnitud termodinámica, simbolizada con la letra H mayúscula,
cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida
o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la cantidad de energía
que un sistema intercambia con su entorno.
• En la termodinámica de reacciones químicas y en los procesos no
cíclicos son útiles cuatro cantidades llamadas "potenciales
termodinámicos". Estos son la energía interna, la entalpía, la energía
libre de Helmholtz y la energía libre de Gibbs.
5. Leyes de la entalpía
• ENTALPÍA (H)
El contenido total de energía se llama entalpía H , y es igual a la energía
interna (E) y el trabajo de expansión (T) que éste puede realizar.
H = E + PV
La variación de entalpía está dada por:
DH = D E + P D V (OJO D es por DELTA=Cambio de).
6. • La entalpía expresa el calor liberado o absorbido en un proceso a
presión constante.
La entalpía es una propiedad extensiva; esto es, su magnitud depende de
la cantidad de sustancia.
La entalpía expresa el calor liberado o absorbido en un proceso a presión
constante.
La entalpía es una propiedad extensiva; esto es, su magnitud depende de
la cantidad de sustancia.
7. • El cambio de entalpía durante un proceso a presión constante se
representa por DH (“delta H”, donde el símbolo D denota cambio), y es
el calor liberado o absorbido por el sistema durante un a reacción.
• Para cualquier reacción que se efectúe directamente a presión
constante, la entalpía es igual a la diferencia entre la entalpía de los
productos y la de los reactivos, esto es:
∆Hreacción = Hproductos Hreactivos-
8. Leyes de la termodinámica
• Primera ley de la termodinámica
Primera:
La variación de entalpía de un proceso es directamente proporcional a la
cantidad de sustancia que se produce en la reacción:
•
9. • Segunda ley de la termodinámica
Segunda:
La variación de entalpía de reacción de un proceso de formación de un
compuesto, es igual a la variación de entalpía de reacción en el proceso
inverso (separación de un compuesto en sus elementos) cambiada de
signo:
10. • Tercera ley de la termodinámica
Tercera:
La entalpía es una función de estado, es decir, la entalpía de cada sustancia
depende de sus características y estado físico, pero no de cómo se ha preparado.
Esto se resume en la ley de Hess: cuando los reactivos se transforman en
productos, la variación de entalpía es la misma, independientemente de que la
reacción transcurra en un paso, o bien en una serie de pasos. Por tanto, la
variación de entalpía de reacción es igual a la suma de las variaciones de entalpía
de los pasos individuales.
Al aplicar esta ley, muchas veces es necesario cambiar las ecuaciones químicas
correspondientes a cada una de las etapas del proceso, de modo que al sumarlas
se eliminan todas las especies excepto los reactivos y los productos. Para lograr
esto, a menudo es necesario multiplicar las ecuaciones por los coeficientes
adecuados.
La entalpía de formación de muchos elementos se han calculado
experimentalmente y están tabuladas, estos datos nos permiten obtener la entalpía
de cualquier reacción.