PRACTICA 3: TERMODINAMICA

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- Sistema abierto.- Pueden intercambiar materia y energía

- Sistema cerrado.- Sólo puede intercambiar energía con los alrededores

- Sistema aislado.- No pueden intercambiar ni materia ni energía

Proceso Termodinámico.

Se le conoce como proceso termodinámico al cambio o transformaciones de determinadas magnitudes propiamente termodinámicas en un determinado sistema físico. Desde el punto de vista de la termodinámica, estas transformaciones deben transcurrir desde un estado de equilibrio inicial a otro final; es decir, que las magnitudes que sufren una variación al pasar de un estado a otro deben estar perfectamente definidas en dichos estados inicial y final.

De esta forma los procesos termodinámicos pueden ser interpretados como el resultado de la interacción de un sistema con otro tras ser eliminada alguna ligadura entre ellos, de forma que finalmente los sistemas se encuentren en equilibrio entre sí. Conocer el proceso significa conocer no sólo los estados final e inicial sino las interacciones experimentadas por el sistema mientras está en comunicación con su medio o entorno. Cabe mencionar que muchos procesos es común observar que una propiedad permanece constante, y para indicar esto se usa el prefijo iso. Enseguida se presentan algunos nombres de procesos iso en los que el sistema cambia de estado: Procesos isotérmicos: son procesos en los que la temperatura no cambia. Procesos isobáricos: son procesos en los cuales la presión no varía.

Procesos isócoricos o isométricos: son procesos en los que el volumen permanece constante.

Procesos isentalpicos: son procesos en los que la entalpía es constante.

Procesos isentrópicos: son procesos en los que la entropía es constante.

Solo por mencionar algunos, pero fijaremos nuestra atención, especialmente en 2 de estos que son, los procesos isotérmicos y los procesos isobáricos. En función de cómo se realice el cambio de estado se habla de:

Proceso Reversible: los cambios en las funciones de estado son infinitesimales. El sistema está prácticamente en equilibrio durante todo el proceso, lo que implica un tiempo, para su realización, infinito. Se conoce el valor de las propiedades termodinámicas en cada punto de la trayectoria.

Proceso irreversible: el sistema sólo está en equilibrio en el estado inicial y en el final. No se puede conocer el valor de las funciones de estado en los puntos intermedios de la trayectoria

Proceso Isotérmico.

El proceso isotérmico es cambio reversible en un sistema termodinámico, siendo dicho cambio a temperatura constante en todo el sistema. La compresión o expansión de un gas ideal puede llevarse a cabo colocando el gas en contacto térmico con otro sistema de Capacidad calorífica muy grande y a la misma temperatura que el gas; este otro sistema se conoce como foco calórico. De tal manera que el calor se transfiere muy lentamente, permitiendo que el gas se expanda realizando trabajo. Como la energía interna de un gas ideal sólo depende de la temperatura y ésta permanece constante en la expansión isoterma, el calor tomado del foco es igual al trabajo realizado por el gas: Q = W. Una curva isoterma es una línea que sobre un diagrama representa los valores sucesivos de las diversas variables de un sistema en un proceso isotermo. Las isotermas de un gas ideal en un diagrama P-V, llamado diagrama de Clapeyron, son hipérbolas equiláteras, cuya ecuación es P•V = constante.

Proceso Isobárico

Un proceso isobárico es un proceso termodinámico que ocurre a presión constante. Una expansión isobárica es un proceso en el cual un gas se expande (o contrae)mientras que la presión del mismo no varía, es decir si en un estado 1 del proceso la presión es P1 y en el estado 2 del mismo proceso la presión es P2, entonces P1 = P2

MATERIAL Y REACTIVOS

Material.

1 vaso de precipitaciones de 250 cm3.

1 termómetro.

1 pinzas pata vaso.

1 mechero, anillo y tela c/asbesto.

1 jeringa de plástico graduada de 20 cm3.

1 pesa de plomo grande.

Reactivos.

Aire ( N2,O2,Ar,CO2,Ne,He,Kr,H2,Xe,Rn,H2O,N2O,CH4,etc.)

Observaciones Gamaliel Eduardo Martínez Trujillo:

Observamos que si calentamos el agua en un recipiente y una jeringa que tiene contacto con el agua que se está calentando entonces el calor del agua es transferido a la jeringa y esta al aire que hay en la jeringa sellada por lo que el aire al aplicarle diferentes tipos de fuerzas y a diversas temperaturas este se comportara de forma diferente para cada caso.

Conclusión Gamaliel Eduardo Martínez Trujillo:

Se concluyo que el volumen de una masa determinada de aire aumente debido al aumento de temperatura se debe realizar un trabajo, y este se realiza al calentar la masa de aire pues al hacerlo aplicamos energía a las moléculas de la masa de aire que la transforman en trabajo. Lo mismo ocurre al aplicar una fuerza a la masa de aire contenida en la jeringa y al disminuir su temperatura debido a que esta realiza un trabajo al aplicar energía mecánica a la masa de aire.

También se concluyo que la termodinámica se utiliza día a día en nuestras vidas por eso es muy importante, la importancia de estos procesos termodinámicos en nuestro entorno y como estos afectan el medio en que vivimos y de allí presentar alternativas de mejoramiento en la conservación del ambiente.

Bibliografías

Fundamentos de Química cuarta edición

Ralph A. Burns

St. Luis Community Collage-Meramec.

Dra. Maria del Carmen Doria Serrano.

Departamento de ingeniería y ciencias químicas iberoamericana.

Química general

Cuarta edición