Fundamentos de Termofísica y Termoquímica.pptx

La Termoquímica estudia los cambios de calor en procesos de cambio químico, mientras que la Termofísica es el estudio de las propiedades de las sustancias, que son aquellas que tienen que ver con el calor.

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2. La Termoquímica estudia los cambios de calor en procesos de cambio químico, mientras que la Termofísica es el estudio de las propiedades de las sustancias, que son aquellas que tienen que ver con el calor. En conjunto son dos ramas fundamentales de la física y la química que estudian la energía, el calor, y sus transformaciones en los sistemas materiales. Aunque ambas se centran en los intercambios de energía, su enfoque y aplicaciones son diferentes.

3. Fundamentos de Termofísica La Termofísica se basa en la aplicación de los principios de la termodinámica para estudiar los sistemas físicos, especialmente en lo que respecta a la energía térmica y cómo esta interactúa con el trabajo y las transformaciones de materia . Energía térmica: La energía interna de un sistema debido al movimiento y vibración de sus partículas. Su estudio está relacionado con la temperatura y las fuerzas moleculares en los sistemas.

4. Fundamentos de Termofísica Calor (q) y Trabajo (w) El calor es la energía que se transfiere entre un sistema y sus alrededores debido a una diferencia de temperatura. El trabajo es la energía transferida cuando una fuerza actúa sobre un objeto, generalmente modificando su volumen, como en los motores térmicos.

5. Fundamentos de Termofísica 3. Leyes de la termodinámica: Ley cero o equilibrio termodinámico: Establece que si dos objetos están en equilibrio térmico con un tercero, entonces están en equilibrio térmico entre sí. Primera ley o principio de conservación de la energía: Afirma que la energía no se puede crear ni destruir, solo se puede transferir o cambiar de un objeto a otro. Segunda ley o aumento temporal de la entropía: Establece que los fenómenos físicos son irreversibles y que no es posible crear una máquina que convierta continuamente la energía térmica en eficiencia. Tercera ley o imposibilidad del cero absoluto: Afirma que no es posible alcanzar el cero absoluto en un número finito de etapas .

6. Fundamentos de Termofísica 4. Capacidad calorífica y Calor específico: Capacidad calorífica: Es la cantidad de calor que se necesita para elevar la temperatura de un objeto. Calor específico: Se refiere al calor necesario para elevar la temperatura de una unidad de masa de una sustancia en un grado de temperatura.

7. Fundamentos de Termoquímica La termoquímica estudia los cambios de energía, especialmente en forma de calor, que acompañan a las reacciones químicas. Es fundamental para comprender la cantidad de energía que se libera o absorbe en los procesos químicos. 1. Entalpia (H): La entalpía es una medida de la energía total de un sistema en términos de su contenido de calor a presión constante. Se usa para describir las variaciones de energía en las reacciones químicas y es crucial para calcular el calor intercambiado :  

8. Fundamentos de Termoquímica 2. Reacciones exotérmicas y endotérmicas: Las reacciones exotérmicas liberan calor, lo que se traduce en un valor negativo para ΔH(ΔH<0). Las reacciones endotérmicas absorben calor, lo que da como resultado un valor positivo para ΔH(ΔH>0 ). 3 . Ley de Hess : La ley de Hess establece que el cambio de entalpía de una reacción química es el mismo, sin importar el camino seguido entre los reactivos y los productos. Esto permite que se pueda calcular el cambio de entalpía para reacciones complicadas mediante la suma de las entalpías de reacciones más simples.

9. Fundamentos de Termoquímica 4. Entalpía estándar de formación: La entalpía estándar de formación es el cambio de entalpía cuando un mol de un compuesto se forma a partir de sus elementos en su estado más estable bajo condiciones estándar (298 K y 1 atm de presión ).  

10. Fundamentos de Termoquímica 5. Energía libre de Gibbs (ΔG): La energía libre de Gibbs es una función termodinámica que predice la espontaneidad de una reacción química. Si ΔG es negativo, la reacción es espontánea. Se relaciona con la entalpía (ΔH) y la entropía (ΔS) de la siguiente manera: ΔG=ΔH −TΔS Donde T es la temperatura en kelvin.

11. Diferencias clave entre Termofísica y Termoquímica Termofísica : Se enfoca en los principios generales de la termodinámica y los cambios de energía en cualquier tipo de proceso físico, incluyendo la transferencia de calor, el trabajo y el comportamiento de los sistemas a distintas temperaturas y presiones. Termoquímica: Está más centrada en las reacciones químicas y cómo la energía se transforma (generalmente como calor) durante las reacciones, utilizando herramientas como la entalpía, la entropía y la energía libre de Gibbs para predecir la espontaneidad y el equilibrio de las reacciones.