31 Mar
¿Qué es el equilibrio térmico y cuál es su ecuación principal?
Ocurre cuando la temperatura de dos sistemas unidos por una pared no adiabática es la misma. La ecuación principal es: m1c1(Tf – Ti) = -m2c2(Tf – Ti).
¿Qué es el equilibrio mecánico y cómo se divide?
Se presenta cuando las fuerzas que actúan sobre el sistema y las que provienen del interior están equilibradas. Se divide en:
- Estático: No existe cambio en las fuerzas que actúan sobre el sistema.
- Dinámico: Existe un cambio constante en el sistema, pero que no altera su estado general.
¿Qué es el equilibrio material y cómo se divide?
Es cuando no hay transferencia neta de materia de una parte del sistema a otra. Se divide en:
- Químico o de reacción.
- De fases.
¿Qué es el equilibrio termodinámico y cómo se divide?
Es cuando se cumplen los tres tipos de equilibrio (térmico, mecánico y material). Los procesos asociados incluyen:
- Isotérmico: Temperatura constante.
- Isobárico: Presión constante.
- Isométrico o isocórico: Volumen constante.
- Isentálpico: Entalpía constante.
- Isentrópico: Entropía constante.
¿Qué es una trayectoria?
Se define especificando el estado inicial, la secuencia de estados intermediarios en el orden que recorre el sistema y el estado final.
¿Qué es un proceso?
Método de operación mediante el cual se realiza un cambio de estado.
¿Qué es un proceso cíclico?
Cuando un sistema, tras ser sometido a un cambio de estado, regresa a su estado inicial.
¿Qué es un proceso reversible?
Aquel en el que el sistema está siempre infinitesimalmente próximo al equilibrio, de tal manera que un cambio infinitesimal puede invertir el proceso para devolver el sistema y el entorno a sus estados iniciales.
¿Qué es un proceso irreversible?
Aquel que no puede revertirse una vez que se lleva a cabo.
Procesos termodinámicos
- Isotérmico: Temperatura constante.
- Isobárico: Presión constante.
- Isocórico: Volumen constante.
- Isentálpico: Entalpía constante.
- Isentrópico: Entropía constante.
¿Qué es un proceso adiabático?
Proceso donde no hay transferencia de energía térmica desde el sistema hacia el entorno y viceversa.
¿Qué es una ecuación de estado?
Relaciona matemáticamente las propiedades que definen el estado de un sistema.
¿Qué es un gas ideal?
Es una abstracción del comportamiento limitante de los gases reales a baja presión y alta temperatura.
Ley de Boyle
Para una cantidad fija de gas ideal a temperatura constante, la presión y el volumen son inversamente proporcionales. Se emplea para predecir cambios en P y V: PiVi = PfVf.
¿Qué es una isoterma?
Del griego «iso-» (igual) y «termo» (temperatura). Es la línea que describe la gráfica de P contra V en un proceso a temperatura constante.
Leyes de los gases
- Ley de Charles: A presión constante, el volumen y la temperatura son directamente proporcionales (ViTf = VfTi).
- Ley de Gay-Lussac: A volumen constante, la presión y la temperatura absoluta son directamente proporcionales (PiTf = PfTi).
- Ley de Avogadro: Predice cambios en volumen y cantidad de sustancia (Vinf = Vfni).
Ecuación de los gases ideales
La constante de los gases ideales es R. La ecuación de estado es PV = nRT, utilizada para relacionar presión, volumen, temperatura y cantidad de sustancia.
Ley de Dalton
Se emplea para calcular la presión total y determinar cada presión parcial en una mezcla de gases ideales: Ptot = ΣPi.
Factor de compresibilidad (Z)
Es una medida de la desviación de los gases reales respecto al comportamiento ideal (Z = PV/nRT). Es adimensional. Si Z < 1, son más fáciles de comprimir; si Z = 1, se comporta como gas ideal; si Z > 1, son más difíciles de comprimir.
Gases reales y ecuaciones de estado
Los gases reales se comportan como ideales a baja presión y alta temperatura. La ecuación de van der Waals corrige las limitaciones de la ley ideal. La ecuación virial (Z = 1 + B/V + C/V2…) se usa para trabajos de precisión.
Propiedades críticas y reducidas
La temperatura crítica es la temperatura mínima por encima de la cual un vapor no puede condensarse. Se definen la temperatura reducida (Tr = T/Tc) y la presión reducida (Pr = P/Pc).
Condiciones estándar
Temperatura estándar (25°C o 0°C según la convención) y presión estándar (760 mmHg a 0°C).
Otras ecuaciones de estado
Dieterici, Berthelot, Clausius, Wohl y Peng-Robinson.
Sustancias puras y diagramas
Una sustancia pura tiene composición química constante. El calor sensible implica cambio de temperatura, mientras que el calor latente ocurre durante cambios de fase a temperatura constante. Los diagramas de fases y termodinámicos (como P-V o P-V-T) permiten visualizar el estado de una sustancia.
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