FISICOQUÍMICA

cuando la fuerza aplicada tiene una inclinación α con respecto al movimiento

Si el trabajo es realizado por el sistema, W < 0 ⇒ el trabajo es negativo

Si el trabajo es realizado sobre el sistema, W > 0 ⇒ el trabajo es positivo

trabajo que se ejerce sobre un gas o que éste realiza, hay que tener en cuenta que los gases suelen estar encerrados a presión en un cilindro y se produce el desplazamiento de un pistón. Por lo tanto, en lugar de fuerza, se utiliza la presión, y en lugar de desplazamiento, se trabaja con volumen

su valor si depende del camino por el que se lleva a cabo el proceso

Es una transferencia de energía que no se debe a una diferencia de temperatura

La energía que se transfiere de un cuerpo a otro por medios mecánico

Las unidades de calor son iguales a las unidades del trabajo ya que ambos son procesos de intercambio de energía

Energía que hay que suministrar a un gramo de agua para que aumente su temperatura 1°C

Transferencia de calor en cambios de temperatura y al cambiar su estado de agregación

es la relación que hay entre el calor
suministrado al cuerpo y su incremento de temperatura

Es la cantidad de calor que el cuerpo tiene que
intercambiar con su entorno para que su temperatura varíe un kelvin

Se relacionan el calor específico (c) y los calores
latentes de vaporización y fusión ( λv, λf )

Calor intercambiado Q

Cantidad de energía térmica intercambiada con el
entorno

Vareacion de temperatura ∆T

Viene determinada por la diferencia entre la Temperatura inicial y la final ∆T = Tf -T

S.I
el kelvín ( K )
el grado centígrado o celsius ( ºC )

se obtiene a partir de la capacidad calorífica y representa
la dificultad con que una sustancia intercambia calor con el entorno.

u capacidad calorífica por unidad
de masa

Es la cantidad de calor que la unidad de masa de la sustancia tiene que intercambiar con su entorno para que su temperatura varíe un kelvin.

Es la cantidad de calor que el cuerpo tiene que
intercambiar con su entorno para que su temperatura varíe un kelvin.

es independiente de la
masa.

Molar

en el caso de sustancias
gaseosas, conviene usar el mol como unidad de masa

A presion o volumen constante

Las dos clases de intercambio
de calor sensible más frecuentes son: a presión constante y a volumen constante

cuando una sustancia cambia de fase
absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa “m” de cierta sustancia cambie de fase es igual
a Q donde λ se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de fase.

Un sólido tiene, en ausencia de fuerzas externas, un volumen fijo y una forma
determinada

Cuando se incrementa aún más la temperatura, se vencen las fuerzas de atracción que
mantienen unidos a los átomos y moléculas en el líquido.

Los átomos y moléculas vibran, alrededor de sus posiciones de equilibrio estable, cada
vez con mayor amplitud a medida que se incrementa la temperatura

Los átomos y moléculas siguen unidos
por las fuerzas de atracción, pero pueden moverse unos respecto de los otros, lo que
hace que los líquidos se adapten al recipiente que los contiene pero mantengan un
volumen constante

se va incrementando la
temperatura a medida que se aporta calor al sistema. La vaporización del agua requiere
de gran cantidad de calor

Las moléculas están alejadas unas de las otras, se pueden mover por todo el recipiente que las contiene y solamente
interaccionan cuando están muy próximas entre sí, en el momento en el que chocan

Un gas adopta la forma del recipiente que lo contiene y tiende a ocupar todo el volumen
disponible

Parte de la Física que estudia los procesos en los que se transfiere energía en forma de calor y trabajo

se encarga únicamente de los sistemas que se encuentran en equilibrio

Es decir, sistemas cuyas variables termodinámicas no varían con el tiempo y estudia el cambio sufrido por las variables del sistema entre dos estados diferentes (inicial y final).

estudia los cambios de energía en forma de calor que se dan en las reacciones químicas o cuando ocurren procesos que implican transformaciones físicas.

Es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo

Es la suma de todas las energías de todas las
partículas que forman el sistema

Intermolecular

(de enlaces entre los átomos que forman la molécula

Intramolecular

(entre molécula)

Electrónica

Eenergia de electrones rotacional y vibracional

Rotacional

Los átomos de las moléculas poliatómicas rotan respecto a un eje y la energía
relacionada con esta rotación

Los electrones de órbitas exteriores tienen energías cinéticas más
grandes

Vibracional

Los átomos de este tipo de moléculas podrían vibrar respecto a su centro de masa
común, entonces la energía de este movimiento de “vaivén”

Para los gases, la energía cinética se debe sobre todo a los movimientos de
traslación y rotación, en los que el movimiento vibratorio se vuelve significativo a altas
temperaturas.

Traslacional

Movimiento en el espacio con cierta velocidad, energia cinetica de translacion

Interna

Microscópicas

son las que se relacionan con la estructura
molecular de un sistema y el grado de la actividad molecular, y son independientes de
los marcos de referencia externos.

Macroscópicas

Son las que posee un sistema como un todo en
relación con cierto marco de referencia exterior, como las energías cinética y potencial.

Giro

estas partículas también giran en torno a sus ejes

Sensible

La porción de la energía interna de un sistema relacionada con la energía cinética de las
moléculas

Latente

La energía interna relacionada con
la fase de un sistema

Química

La energía interna relacionada con los enlaces
atómicos en una molécula

Nuclear

a relacionada con los fuertes enlaces dentro del
núcleo del átomo

Es la energía del movimiento

Es una energía que resulta de la posición o configuración del objeto.

Es la suma de su energía cinética y su
energía potencial

Es una pequeña parte del universo que se aísla para
someterse a su estudio. Sus paredes o límites pueden ser reales o imaginarios

Su capacidad para transferir materia y energía

ABIERTO

Sistema que intercambia materia y energía con su entorno

AISLADO

Sistema que no intercambia materia ni energía con su entorno

CERRADO

: Sistema que no intercambia materia y sí energía con su entorno

El entorno o alrededores: se refiere al resto del universo, o sea todo lo que hay alrededor
del sistema en estudio

A una entidad de un sistema material que es uniforme en composición
química y estado de agregación. Puede ser parte de un sistema o todo el sistema. Tiene composición
y propiedades uniformes

Homogeneo

si posee una sola fase.

Heterogeneo

si posee dos fases o más

También puede definirse como una transferencia de energía de un
cuerpo a otro, debido a la diferencia de temperatura

Sencible

Cuando cambia la temperatura del sistema pero no cambia su estado
de agregación)

Latente

Cuando no cambia su temperatura pero si el estado
de agregación

Los cuerpos y los sistemas pueden intercambiar energía térmica. A esta energía térmica
intercambiada se le denomina calor

conducción

se calienta un cuerpo, las moléculas que reciben directamente el calor aumentan su vibración y chocan con las que las rodean hasta que todas
las moléculas del cuerpo se agitan

La conducción de calor

es un mecanismo de transferencia de energía térmica entre
dos sistemas basado en el contacto directo de sus partículas sin flujo neto de materia y
que tiende a igualar la temperatura dentro de un cuerpo y entre diferentes cuerpos en
contacto.

Mientras más alto sea el valor de la diferencia de
temperatura, la velocidad de transferencia de calor es mayor

Mientras mayor sea la superficie de contacto la velocidad
de transferencia de calor es mayor

Una propiedad física que mide la capacidad de
conducción de calor o capacidad de una substancia de transferir el movimiento cinético
de sus moléculas a sus propias moléculas adyacentes o a otras substancias con las que
está en contacto se llama conductividad térmica

la resistividad térmica

La inversa de la conductividad térmica, que es la capacidad de los materiales para oponerse al paso
del calor.

radiación

Es la transmisión indirecta de energía térmica
debida a la emisión y absorción de ondas electromagnéticas por las cargas que constituyen la materia

Es capaz de llegar a enormes distancias y se
transmite incluso a través del vacío.

convección

Los gases muy calientes tienden a subir, ya que su densidad disminuye, mientras que los gases fríos alejados de la flama, por tener una densidad alta, bajan y se establece un movimiento de partículas que se transmiten entre ellas calor.

convección de calor

e refiere a la transmisión de energía térmica en un
fluido mediante el movimiento del propio fluido.

Cuanto mayor sea la libertad de
movimiento, más eficaz será la convección funciona excelentemente
en un gas, algo peor en un líquido y extremadamente mal en un sólido

Energetica

Es el estudio científico de las transformaciones durante el flujo y almacenamiento de energía.

Magneto-quimica

Es la rama de la química que se dedica a la síntesis y el estudio de las sustancias de propiedades magnéticas interesantes

Mecanica estadistica

Rama de la fisica que se aplica a la teoría de probabilidades, que contiene matemática con herramientas para hacer frente a grandes poblaciones, para el estudio del comportamiento termodinámico de sistemas compuestos por un gran número de partículas .

Quimica cuiantica

Estudia la composicion quimica de un materiial o muestra diferentes metodos, cuantifica cuenta

Elrctroquimica

Es una rama de la química que estudia la transformación entre la energía eléctrica y la energía química.

Química general

.

Quimica organica

Involucra el estudio científico
de compuestos a base de carbono, hidrocarburos y sus derivados

Quimica inorganica

Estudio de la síntesis y comportamiento de compuestos inorgánicos
y organometálicos.

Calculo matematico

Calculo diferencial

Calculo integral

Algebraico

Fisica

Temas de la ciencia fisica combinados como una disiplina educativa

Termodinamica

Rama de la física relacionada con el calor, el trabajo, la temperatura y
la energía térmica e interna

Cuando un sistema se encuentra en equilibrio, las variables termodinámicas están relacionadas mediante una ecuación denominada ecuación de estado.

representa las características de un sistema y se determina
experimentalmente o mediante una teoría molecular.

expresa los resultados de experimentos en los cuales se miden las variables termodinámicas de un sistema con la mayor precisión posible, dentro de un intervalo limitado de valores.

su validez está limitada al intervalo de valores medidos y su precisión depende de la precisión experimental con que fueron determinados.

En termodinámica se determina el estado de un sistema en términos de ciertos atributos macroscópicos que pueden ser medidos experimentalmente. El asignar valores numéricos a los atributos de un sistema a los que llamaremos variables termodinámicas, define el estado de un sistema

El estado interno de un sistema queda definido a partir de las magnitudes macroscópicas llamadas variables termodinámicas

Son las magnitudes que se emplean para describir el estado de un Sistema Termodinámico.

Masa

Cantidad de sustancia que tiene el sistema

kilogramos (kg) o número de moles (mol).

volumen

Espacio tridimensional que ocupa el sistema

Metros cúbicos (m3) Si bien el litro (l) no es una unidad del Sistema Internacional, es ampliamente utilizada. Su conversión a metros cúbicos es:

Presión

Fuerza por unidad de área aplicada sobre un cuerpo (p = F/A [=] 1N/m2 [=] 1 Pascal [=] 1 J/(m*s2))

pascales (Pa) La atmósfera es una unidad de presión comúnmente utilizada. Su conversión a pascales es:

Temperatura

A temperatura de un sistema está relacionada con la energía cinética que tienen las moléculas que lo constituyen.

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 kelvin (K) la escala Celsius se emplea con
frecuencia. La conversión entre las dos escalas es:

la escala Celsius se emplea con frecuencia. La conversión entre las dos escalas es:

Describen la condición física del sistema

Restricciones de un conjunto o varibales termodinámicas deol sistema

Por ejemplo limitaciones geométricas: largo, ancho, volumen; propiedades mecánicas: presión, tensión

Es una propiedad de un sistema termodinámico que depende sólo del estado del sistema

Por ejemplo, la energía interna y la entropía

NO el calor y el trabajo

Porque su valor depende del tipo de transformación que experimenta un sistema desde su estado inicial a su estado final.

Pueden verse como propiedades del sistema

Las funciones que no son de estado representan procesos en los que las funciones de estado varían

Es una magnitud cuyo valor es proporcional al tamaño del sistema que describe.

Puede ser expresada como suma de las magnitudes de un conjunto de subsistemas que formen el sistema original.

Por ejemplo la masa y el volumen.

Es aquella cuyo valor no depende del tamaño ni la cantidad de materia del sistema.

Mismo valor para un sistema que para cada subsistema

Por ejemplo la temperatura y la presión.

Cuando los valores numéricos asignados a las variables termodinámicas que describen a un sistema no varían con el tiempo se dice que el sistema se encuentra en equilibrio termodinámico

Se halla en equilibrio térmico si todas las partes o cuerpos que lo forman están a la misma temperatura

De un sistema que está en equilibrio mecánico, térmico y químico se dice que está en equilibrio termodinámico.

Esto implica que si un sistema no se halla en equilibrio termodinámico tenderá de modo espontáneo
y con independencia de cualquier acción externa hacia un estado en que este equilibrio sea satisfecho.

Las variables que forman éste subconjunto y que son independientes entre sí se llaman grados de libertad del sistema.

No. (numero) de restricciones = No. de grados de libertad= No. de variables independientes

Es cualquier transformación o evolución del sistema desde un estado de equilibrio a otro.

Tipos

* Procesos Isotérmicos:

a temperatura constante

* Procesos isocóricos:

a volumen constante.

* Isobárico:

a presión constante

* Adiabático:

sin intercambio de calor. (Q=0)

en estos procesos la entropía no se altera (sin cargas y químicamente inertes)

en los que todas las variables cambian

permiten el paso del calor con facilidad.

Proceso reversible:

Se realiza a través de múltiples estados de equilibrio. Puede ser invertido sin causar cambios ni en el sistema ni en el entorno

Proceso irreversible:

Los estados intermedios de transformación no son de equilibrio

Desprende calor al entorno

Absorve calor del entorno

nos permite diferenciar los cuerpos entre si con respecto a su “grado de calentamiento”

Es una propiedad del sistema lo identificamos con su temperatura, que resulta ser un valor macroscópico medible

1 la existencia de una variable de estado llamada temperatura.

3 la existencia de una relación de variables independientes del sistema y la temperatura llamada ecuación de estado.

2 la igualdad de temperatura como una condición para el equilibrio térmico de dos sistemas o entre partes del mismo sistema.

Las propiedades termodinámicas de un sistema, por ejemplo, la presión y el volumen, la ley cero agrega la temperatura

calor a presión constante es igual al cambio de entalpía

En procesos químicos que frecuentemente se llevan a cabo a presión constante (presión atmosférica), el calor de reacción es igual al cambio de entalpía

Principio de conservación de la energía o primera Ley de la termodinámica, cuyo modelo matemático más sencillamente expresado es:

La variación de la energía interna (Δ U), una función de estado, está definida si conocemos los estados inicial y final. pues tanto el calor como el trabajo no son funciones
de estado.

Si el intercambio de energía se produce a través de una acción macroscópicamente ordenada, el intercambio de energía tiene lugar en forma de trabajo mecánico.

Si el intercambio de energía tiene lugar a través de una acción que no es macroscópicamente ordenada, el intercambio de energía tiene lugar en forma de calor

Aumenta en un proceso espontáneo y se mantiene constante en un proceso que se encuentre en equilibrio.

Medida de grado de dispersión en un sistema entre diferentes posibilidades en que ese sistema pueda contenerla

Combina las dos funciones de estado Entalpía y Entropía

ΔG=ΔH-TΔS

No hay movimientos atómicos o moleculares de vibración, rotación y traslación

En el cero absoluto de temperatura (0 grados K o -273.15C) la entropía de un cristal ordenado es cero