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BLOQUE IITERMOQUÍMICA Y ELECTROQUÍMICA
GRUPO 601 Y 603
TERMOQUÍMICA
• LEYES DE LA TERMODINÁMICA
• LEY DE HESS
• CÁLCULO DE ENTALPÍA Y
ENTROPÍA EN UNA REACCIÓN
• CÁLCULO DE UNA REACCIÓN
• CARACTERÍSTICAS DE UNA
REACCIÓN ÓXIDO-REDUCCIÓN
• CÁLCULO DE LA DIFERENCIA DE
POTENCIAL DE UNA REACCIÓN
ELECTROQUÍMICA
• APLICACIONES DE LA
ELECTRÓLISIS
ELECTROQUÍMICA
TEMARIO
TERMODINÁMICA
• La termodinámica es la rama de la física
general que estudia a nivel macroscópico las
transformaciones de la energía, y como esta
energía puede convertirse en trabajo.
• La termoquímica es la parte de la
termodinámica que estudia las relaciones
entre las reacciones químicas y los cambios
de energía.
¿QUÉ ES UN SISTEMA TERMODINÁMICO?
• Un sistema termodinámico es una región del universo
elegida para el estudio o análisis termodinámico. La
región del universo exterior del sistema con la que
puede intercambiar energía, calor o trabajo es llamado
ambiente, alrededores o entorno.
• Al estudiar el intercambio de energía entre un sistema y
su entorno, se puede predecir en que sentido puede
ocurrir el cambio físico o químico.
• En un sistema termodinámico las propiedades pueden
ser descritas únicamente y totalmente, especificando
ciertos parámetros macroscópicos.
• Un sistema termodinámico se analiza mediante tres
variables: temperatura, presión y volumen
CALOR
• El calor es la transferencia de energía
de una parte a otra de un cuerpo, o
entre diferentes cuerpos, en virtud de
una diferencia de temperatura, el calor
es energía en tránsito.
• Se mide con un instrumento llamado
calorímetro
• Unidades: joule, caloría, kilocalorías o
BTU
• La temperatura es una propiedad de los
sistemas que determinan si están en
equilibrio térmico. Este concepto de
temperatura se deriva de medir calor p
frío
• Se mide con el termómetro.
• Unidades: Celsius, Kelvin, Fahrenheit.
TEMPERATURA
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TERMODINÁMICA.
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
DIFERENCIA ENTRE CALOR Y TEMPERATURA
La diferencia es que la
temperatura es una propiedad de
un cuerpo y el calor es un flujo de
energía entre dos cuerpos y
diferentes temperaturas, el calor
es energía residual presente en
todas las formas de energía de
tránsito.
ACTIVIDAD 1 . REVISA CADA UNA DE LAS ORACIONESSIGUIENTES E IDENTIFIC A CON UNA V SI EL ENUNCIADOESTA BIEN EMPLEADO Y CON UNA X SI ESTA MALEMPLEADO. REALIZA ESTA ACTIVIDAD EN TU CUADERNO.
____ Hace mucho calor
____ El calor nos indica cuando se ha elevado la temperatura.
____ El agua hirviendo se encuentra a 313 K.
____ Un termómetro mide el calor.
____ La temperatura se puede medir en grados o en escalas absolutas.
____ El día de hoy tendremos una temperatura de 27 grados centígrados.
____ El joule es una unidad para medir la temperatura.
____ Los seres humanos tenemos un calor promedio de 37 grados.
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TERMODINÁMICA.PRESIÓN
• La presión es una fuerza por unidad de
superficie y puede expresarse en unidades
tales como pascal, bar, atmósferas,
kilogramos por centímetro cuadrado y psi.
• UNIDADES:
1atm = 760 mmHg = 760 Torr = 1.013 x 105
N/m2 = 1.013 x 105 Pa = 1.013 bar
• TIPOS DE PRESIÓN
ACTIVIDAD 2. REALIZA EN TU CUADERNO LASCONVERSIONES DE LAS SIGUIENTES MAGNITUDES .
1. 580 torr a atm
2. 3060 mm Hg a Pa
3. 200000 Pa a atm
4. 1080 atm a mmHg
5. 20 bar a torr
Puedes consultar la siguiente página para llevar a cabo la conversión:
https://www.youtube.com/watch?v=hKahYYDFVXA
CONCEPTOS BÁSICOS DE LA TERMODINÁMICASISTEMA
• Sistema: es una parte limitada y bien definida deluniverso objeto de estudio.
• Entorno o medio exterior: es todo lo demás querodea al sistema.
• Frontera (pared): es el límite que señala la superficiede contacto que comparten el sistema y el ambiente.
• Universo: el universo está constituido por el sistemaexaminado y su entorno.
• Un sistema está en equilibrio, cuando las variablestermodinámicas permanecen constantes (Presión,volumen y temperatura)
UNIVERSO = SISTEMA + ENTORNO
ACTIVIDAD 3 . RECORTA LAS SIGUIENTES IMÁGENES YPÉGALAS EN TU CUADERNO, EN ELLAS ESCRIBE DONDE SEENCUENTRA LA FRONTERA, EL SISTEMA, EL ENTORNO Y ELUNIVERSO.
TIPOS DE SISTEMA
• Sistema abierto: puedeintercambiar energía y masa.
• Cerrado: puede intercambiarenergía pero no masa.
• Aislado: no intercambia energía nimasa.
• Consulta el siguiente link: https://www.youtube.com/watch?v=As-5aUhY7LY
ACTIVIDAD 4. ESCRIBE LOS EJEMPLOS EN TUCUADERNO Y COLOCA SI SE TRATA DE UN SISTEMAABIERTO, CERRADO O AISLADO.
1. ALIMENTOS ENLATADOS
2. TERMO
3. TERMÓMETRO
4. UNA OLLA DE AGUA HIRVIENDO
5. UNA BOMBILLA O FOCO
6. EL CUERPO HUMANO
7. UNA PECERA
8. UN GLOBO INFLADO
9. UN RIO
10. UNA BATERIA DE AUTO
11. LA CÉLULA
12. LA TIERRA
PROCESO
• Se dice que un sistema pasa por un proceso
termodinámico, o transformación termodinámica, cuando al
menos una de las coordenadas termodinámicas no cambia:
los procesos más importantes son:
1. PROCESO ISOBÁRICO (EBULLICIÓN DEL AGUA)
2. PROCESO ISOTÉRMICO (EVAPORACIÓN Y FUSIÓN DEL AGUA)
3. PROCESO ISOCÓRICO (OLLA DE VAPOR)
4. PROCESO ADIABÁTICO (NIEVE ARTIFICIAL)
EJEMPLO DE PROCESO ADIABÁTICO(NO EXISTE INTERCAMBIO DE CALOR)
• MÁQUINA DE NIEVE. La máquina
tiene una mezcla de aire comprimido
y vapor de agua. Debido a la gran
diferencia de presiones entre el
tanque y la presión atmosférica,
cuando la mezcla se rocía hacia la
atmósfera se expande con tanta
rapidez que no ocurre intercambio
alguno de calor entre el sistema y sus
alrededores.
EJEMPLO DE PROCESO ISOBÁRICO(PRESIÓN CONSTANTE)
• Un ejemplo de un proceso isobárico es la
ebullición del agua en un recipiente
abierto. Como el contenedor está
abierto, el proceso se efectúa a presión
atmosférica constante. En el punto de
ebullición, la temperatura del agua no
aumenta con la adición de calor, en lugar
de esto, hay un cambio de fase de agua a
vapor.
EJEMPLO DE PROCESO ISOTERMICO(TEMPERATURA CONSTANTE)
• Ejemplo de este tipo de proceso,
son el de evaporación del agua y
la fusión del hielo. 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.
EJEMPLO DE PROCESO ISOCÓRICO(VOLUMEN CONSTANTE)
• Un ejemplo de este proceso se
presenta al coser alimentos
dentro de una olla exprés, la cual
disminuye el tiempo de cocción,
pues sirve como depósito para
que la temperatura y presión
aumenten en el interior con
forme transcurre el tiempo
manteniendo su volumen
constante.
• En general se presenta cuando
un gas se calienta dentro de un
recipiente con volumen fijo.
PROCESOS TERMODINÁMICOS
ACTIVIDAD 5
• Elabora en tu cuaderno un mapa conceptual
de los tipos de procesos termodinámicos
LEYES DE LA TERMODINÁMICA
• Ley Cero: EquilibrioTérmico
• 1a. Ley: Conservación de la Energía
∆U = Q + W
• 2a. Ley: Permite predecir la dirección natural de cualquier
proceso y pronosticar la situación de equilibrio.
• 3a. Ley: La entropía de una sustancia pura y perfectamente
cristalina es cero, en el cero absoluto de temperatura.
LEY CERO DE LA TERMODINÁMICA
La ley cero de la termodinámica establece que, cuando
dos cuerpos están en equilibrio térmico con un tercero,
estos están a su vez en equilibrio térmico entre sí.
Consultar el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=e1i-p_p543E
ACTIVIDAD 6
• Escribe en tu cuaderno 5 ejemplos donde se
aplique la ley cero de la termodinámica.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
• También conocida como el principio de conservación de la energía para la termodinámica, establece que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien éste intercambia calor con otro, la energía interna del sistema cambiará.
• “LA ENERGÍA NI SE CREA NI SE DESTRUYE SOLO SE TRANSFORMA”
• Energía = capacidad para realizar trabajo o para transferir calor.
• Energía interna = energía total que contiene un sistema termodinámico y es resultado de la suma de las energía cinética y potencial de todas las partículas que lo componen.
• Consultar el siguiente video https://www.youtube.com/watch?v=1OFlW8OXN64
CALOR
Forma de transferencia de energía
debido a una diferencia de
temperaturas por conducción,
convección y radiación
Forma de transferencia de energía
debido a la acción de una fuerza.
TRABAJO
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
La relación que existe entre el calor y trabajo permitirá comprender la
primera ley de la termodinámica.
Tanto el calor como el trabajo son formas de transferencia
de la energía o energía de tránsito.
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
• Los sistemas intercambian energía a sus
alrededores en forma de calor (Q) o de
trabajo (W), lo cual incide en la energía
interna que poseen en un instante
determinado. De tal manera que la
primera ley de la termodinámica se
expresa como:
∆Q = ∆U + ∆ W
PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA
• Ejemplo. En el interior de un cilindro en un
motor de automóvil se lleva a cabo la
combustión de una mezcla de aire y gasolina.
Al término de la reacción, el sistema aire
gasolina pierde 1200 J de calor hacia el
entorno; simultáneamente, al expandirse los
gases y mover el pistón, se efectúa 300 J de
trabajo sobre el entorno. Calcula el cambio de
energía interna en el sistema.
DATOS
Q = -1200 J
W = + 300 J
DESPEJE
∆U = ∆Q - ∆ W
FORMULA
∆Q = ∆U + ∆ W
SUSTITUCIÓN Y RESULTADO
∆U = -1200 J – 300 J
∆U = -1500 J
ACTIVIDAD 7. CALCULA EN TU CUADERNO EL CAMBIO DE ENERGÍA INTERNA DE LOS CASOS
SIGUIENTES:
1. Recibe 100 J de calor y efectúa 1000 J de trabajosobre los alrededores
2. Recibe 200 J de calor y entrega 800 J de trabajo.
3. Cede 200 J de calor y entrega 1000 J de trabajo alos alrededores
4. Cede 1000 J de calor y recibe 1000 J de trabajoefectuado por los alrededores.
601
• ACTIVIDAD 1. 04 DE MAYO
• ACTIVIDAD 2. 04 DE MAYO
• ACTIVIDAD 3. 06 DE MAYO
• ACTIVIDAD 4. 11 DE MAYO
• ACTIVIDAD 5. 11 DE MAYO
• ACTIVIDAD 6. 11 DE MAYO
• ACTIVIDAD 7. 13 DE MAYO
• ACTIVIDAD 1. 06 DE MAYO
• ACTIVIDAD 2. 07 DE MAYO
• ACTIVIDAD 3. 07 DE MAYO
• ACTIVIDAD 4. 07 DE MAYO
• ACTIVIDAD 5. 13 DE MAYO
• ACTIVIDAD 6. 14 DE MAYO
• ACTIVIDAD 7. 14 DE MAYO
602
FECHAS DE ENTREGA
CONTINUARA……..
