El documento abarca conceptos fundamentales de la materia, incluidos los estados de agregación (sólido, líquido y gaseoso), propiedades termodinámicas y unidades de medida como masa, presión y energía. Además, explica las condiciones estándar y normales en las que se realizan experimentos, así como las funciones de estado que describen el comportamiento de los sistemas termodinámicos. Finalmente, se definen propiedades del sistema y procesos que resultan en cambios de estado.

5. A. ESTADO DE AGREGACIÓN.
SE REFIERE A LA FORMA DE INTERACCIÓN
ENTRE LAS MOLÉCULAS QUE COMPONEN LA
MATERIA.
Los estados de agregación son:
• SÓLIDO.
• LÍQUIDO.
• GASEOSO.
SÓLIDOS LÍQUIDOS GASES
-Tienen volumen fijo
-Tienen forma propia
- No se pueden comprimir
-No fluyen por sí mismos
-Tienen volumen fijo
-No tienen forma propia
-Son muy poco
compresibles
-Difunden y fluyen por sí
mismos
-Ocupan todo el volumen
del recipiente que los
contiene.
-No tienen forma fija
-Son fácilmente
compresibles
-Difunden y tienden a
Propiedades

6. CARACTERÍSTICAS DE LOS ESTADOS DE AGREGACIÓN

13. LÍQUIDOS

14. ESTADO VÍTREO

18. DIAGRAMAS DE FASES

27. Unidades

28. Variables termodinámicas
MASA
VOLUMEN
PRESIÓN
TEMPERATURA

29. Masa atómica, masa molecular y mol
• Una unidad de masa atómica (uma) se define como una masa igual a
exactamente la doceava parte de la masa de un átomo de carbono 12.
• Si conocemos las masas atómicas de los átomos componentes,
podemos calcular la masa de una molécula. Por lo tanto, la masa
molecular del agua es:
2(1.008 uma) + 16.00 uma= 18.02 uma

30. Masa atómica, masa molecular y mol
• Una mol de cualquier sustancia, es la masa de esa sustancia que
contiene tantos átomos, moléculas, iones, o cualquier otra entidad,
como los átomos existentes en exactamente 12g de carbono 12.
• Experimentalmente se ha determinado que ek número de átomos en
una mol de carbono 12 es de 6.0221367x10^23. A este número se le
llama número de Avogadro,

31. • Calcula la masa de una muestra de benceno, C6H6 que
contiene 3.8 x 1023
moléculas de C6H6.
• Calcula la cantidad de sustancia de NO en el aire de una
habitación que contiene 3.3 x 10-5
g NO.

32. Fuerza
• La unidad de fuerza en el sistema SI es el newton (N), y se define
como la fuerza necesaria para proporcionar una aceleración de 1
m/s^2 a 1 Kg; es decir,
1 N= 1 Kg m s-2

33. Presión
• Es la fuerza por unidad de área aplicada sobre un cuerpo en la
dirección perpendicular a su superficie.
presión= fuerza/ área
La unidad SI de presión es el pascal (Pa) donde

36. Energía
• La unidad de energía del SI es el Joule. Debido a que la energía es la
capacidad para producir trabajo, y el trabajo es igual a la fuerza por
distancia, tenemos:
1 J = 1 Nm
Algunos químicos continúan utilizando la unidad de energía que no es la del
SI, la caloría (cal), donde:
1 cal= 4.184 J (exactamente)

37. Temperatura (T)
• A nivel microscópico la temperatura de un sistema está relacionada
con la energía cinética que tienen las moléculas que lo constituyen.
• Macroscópicamente, la temperatura es una magnitud que determina
el sentido en que se produce el flujo de calor cuando dos cuerpos se
ponen en contacto.
• En el SI se mide en kelvin (K), aunque la escala Celsius se emplea con
frecuencia. La conversión entre las dos escalas es:
T (K) = T (ºC) + 273.

38. Volumen
• Es el espacio tridimensional que ocupa el sistema. En el SI se
expresa en metros cúbicos (m3
).
• Si bien el litro (l) no es una unidad del Sistema Internacional,
es ampliamente utilizada. Su conversión a metros cúbicos es:
1 l = 10-3
m3
.

39. Sistema
• Porción de materia escogida de manera conveniente o arbitraria.
Cuando el sistema es termodinámico existirá transferencia de energía
desde o hacia el sistema, y podrá tener energía almacenada.
Pueden ocurrir intercambios de materia y/o energía entre
sistema y medio ambiente, pero éstos deben ser controlados.

40. Tanto el calor que se
agrega al sistema
como el trabajo que se
efectúa sobre el
sistema
son positivos
Tanto el calor perdido
por el sistema como el
trabajo efectuado por el
sistema sobre su
entorno son negativos
El convenio de signos para los intercambios de energía, en
forma de calor y trabajo, entre sistema y medio ambiente
es el siguiente:

41. Tanto el calor que se agrega al
sistema como el trabajo que se
efectúa sobre el sistema son
positivos
aumentan su energía.
Tanto el calor perdido por el sistema
como el trabajo efectuado por el
sistema sobre su entorno
son negativos;
reducen la energía del sistema.
q>0
w>0
q<0
w<0

42. Por ejemplo un sistema está en
equilibrio térmico con el medio
ambiente cuando no hay flujo
neto de calor entre ambas
partes del universo.
La Termodinámica se relaciona con los
estados de equilibrio.
Un estado de equilibrio es aquél en el que las propiedades
macroscópicas del sistema, temperatura, densidad,
composición química, etc., están bien definidas y no varían.
La Termodinámica permite discernir si es posible pasar de
un estado de equilibrio a otro, pero no la velocidad de dicha
transformación.

43. Ejemplos de funciones de
estado son:
temperatura, presión,
volumen, energía interna,
entalpía, etc.
Para descripción de los sistemas termodinámicos se hace
obteniendo los valores de ciertas magnitudes llamadas
funciones de estado
Una función de estado es una propiedad del sistema que
tiene cierto valor definido para cada estado y es
independiente de la forma en que se alcanza este estado.
1
2
Una función de ESTADO:
NO DEPENDE DE LA HISTORIA DEL SISTEMA
SINO DE SU CONDICIÓN ACTUAL

44. Las propiedades termodinámicas de un sistema dependen
de las condiciones particulares del mismo.
Por ello se definen unas condiciones estándar, que
permiten establecer unos estados de referencia.
Ejemplo: para una muestra de gas dependen de la presión.

45. Dichas condiciones estándar, son las siguientes:
􀁸 Para gases puros o en una mezcla de gases, la presión
parcial de 105 Pa, suponiendo comportamiento ideal. El
valor de 105 Pa es ligeramente menor que 1 atmósfera.
􀁸 Para sustancias disueltas la concentración 1 molal
aproximadamente igual a 1 molar), suponiendo
comportamiento ideal.
􀁸 Para sólidos y líquidos puros su forma más estable bajo
la presión de 1 atmósfera.
Las condiciones estándar pueden darse para cualquier
temperatura.
No obstante las tablas de propiedades termodinámicas en
condiciones estándar suelen recoger datos
correspondientes a 25ºC.

46. La Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC, siglas en
inglés) publicó en su página web un glosario revisado en el 2000, en la
cual se definen los términos “Condiciones Normales” (Normal
Conditions), “Estándar” (Standard) y “Condiciones Estándares para los
gases” (Standard Conditions for Gases).
Estándar: Es un valor exacto o un concepto establecido por autoridad
o por acuerdo, que sirve como modelo o regla en la medición de una
cantidad o en el establecimiento de una práctica o procedimiento, en
el análisis de la contaminación del aire, o el uso de los gases, líquidos y
sólidos de referencia estándar para calibrar equipos.
Condiciones Estándares para Gases: A veces se indica con la
abreviación STP. Temperatura: 273,15 K (0ºC). Presión: 105
pascales. La
IUPAC recomienda descontinuar el uso inicial de la presión de 1 atm
(equivalente a 1,01325 x 105
Pa) como presión estándar.

47. Condiciones Normales: Es un término cualitativo que depende de la
preferencia del investigador; a menudo implica la presión del
ambiente y la temperatura del lugar. Es preferible que estas variables
de temperatura y presión sean fijadas como valores representativos
de las condiciones actuales (o rango de condiciones) empleadas en el
estudio.
CONCLUSIÓN
Para fines prácticos no hay una diferencia significativa entre
1,01325x105
Pa y 105
Pa. Podemos seguir empleando la presión de 1
atm para cálculos que no requieran un rigor científico.
De acuerdo a las definiciones anteriores, podemos resumir lo
siguiente:
Condiciones Estándares: 1 atm y 0ºC.
Condiciones Normales: Presión y Temperatura del lugar. Depende de
las condiciones a las cuales se esté haciendo el experimento, estudio o
medición; comúnmente para la presión es 1 atm, y la temperatura:
15ºC, 20ºC, 25ºC ó 27ºC.

48. Propiedades
• Son características externas que definen el estado de un sistema. En
consecuencia, las propiedades permiten medir y evaluar los cambios
de un sistema y se dividen en: extensivas, dependen del tamaño y de
la masa del sistema; intensivas, independientes de tamaño o masa del
sistema; y específicas, definidas por unidad de masa o volumen (son
intensivas).

49. Proceso
• Variaciones que experimenta o camino que recorre un sistema
(trayectoria) cuando cambia de estado.
Ciclo:
Es el retorno, a un estado de referencia, de un sistema que ha
experimentado por lo menos un cambio de estado.