preguntero 1 primer ppio termodinamica Flashcards
defina sistema, alrededores, universo, sistemas aislados, cerrados y abiertos, limites permeables, impermeables, diatermuicos y adiabaticos desde el punto de vista fisicoquimico
sistema: porcion de univereso en estudio
sist aislado: no intercambio, limites impermeables adiabaticos
sist cerrado. int energia, limites impermeables diatermicos
abierto: intercambio de materia y energia, limites permeables
limites: superficie o linea imaginaria que define la extension de un sistema
lim permeables: intercambio de materia entre S y A
lim impermeables: no hay intercambio de materia, diatermicos si hay intercambio de calor o adiabaticos si no hay
alrededores: porcion de universo que rodea al sistema
universo: sistema + alrededores + limites
enuncie y explique la ley ceero de la termodinamica. explique la diferencia entre calor y temperatura. relacione temperatura con el movimiento molecular
MUY TOMADA
ley cero de la termodinamica: los cuerpos que estan en contacto alcanzan la misma temperatura. se da el equilibrio termico entre cuerpos en contacto, lo que implica que tengan la misma temperatura
la temperatura es una propiedad del sistema, mide la cantidad de energia cinetica que tienen las particulas de un sistema, define la direccion del flujo de energia. el calor es la transferencia de energia de manera desordenada
Describa las características que definen el comportamiento de un gas como ideal.
¿En qué se diferencian los gases reales?
Los gases ideales estan constituidos por particulas de volumen nulo en el espacio, no existen interacciones entre las partículas individuales, y cumplen con la ecuacion PV= nRT
no existen, en los gases reales se debe agregar el factor Z a la ecuacion siendo PV= ZnRT, que es un factor de compresion por la interaccion entre las moleculas del gas
Comente el principio de equipartición clásica de la energía e indique cómo a partir
de este principio puede calcular la energía interna (U) de una molécula que contenga más
de 3 átomos ¿Cómo se puede comprobar experimentalmente este principio?
MUY TOMADA
principio de eq clasica de la energia: la energia interna recibida por una molecula se distriubye por igual entre los grados de libertad de traslacion, rotacion o vibracion
energia interna: energia asociada al movimiento termico (desordenado) de las moleculas. uede almacenarse en forma de distintas energias, siendo que la energia termica está determinada por energia traslacional, rotacional y vibracional
grados ded libertad: numero de coordenadas necesarias para determinar las posiciones de los atomos en una molecula
GL totales: 3N (nro atomos)
GL traslacionales: 3 (X,Y,Z)
GL rotacionales: 3 en lineales y 3 en no lineales
GL vibracionales: GT-Gtr-Gr
U=Et+Er+Ev= Gtr x 1/2RT +Gr x 1/2 RT + Gv x RT
la teoria puede comprobarse mitiendo la cv de una suustancia en un calorimetro y comporando con la obtenida de valores teoricos
Comente el principio de equipartición clásica de la energía y aplíquelo al cálculo de
la energía interna de átomos (He), a moléculas lineales (CO2) y a moléculas no lineales
(H2O). Justifique los cálculos realizados.
molecula monoatomica: 3GL solo traslacionales, U=3/2 RT
molecula triatomica lineal: U=6,5RT
molecula triatomica no lineal: U= 6RT
Esquematice el comportamiento de Cv (o Cv/R) en función de la temperatura para:
i) un gas cuyo de comportamiento se acerque al de un gas ideal, p. ej. el Ar;
ii) un gas real simple como el N2;
iii) el H2O (g)
Discuta el comportamiento de los tres gases en términos del principio de equipartición
clásica de la energía.
grafico en hoja
en los gases ideales el Cv se mantiene constante a distintas temperaturas, una buena prediccion de esta Cv con el ppio de eq es la energia traslacional
en gases reales y moleculas simples se predice aproximadamente como Et+Er, y va aumentando con la temperatura
en otras sustancias como el agua se predice como la suma de las tres energias, y solo funciona a temperaturas altas
Calcule la capacidad calorífica a volumen constante (Cv) para 1 mol de He y para un
mol de O2de acuerdo con el principio de equipartición clásica de la energía. Sabiendo que los
valores experimentales son Cv He=1,5 R y Cv O2=2,5 R a temperaturas ordinarias, compare el
valor teórico calculado con el valor experimental para cada gas y justifique las diferencias si
las hubiera.
en el caso del He mediante el ppio de eq se obtiene un resultado de 1,5R igual al experimental porque es un gas inerte
en el oxigeno se obtiene un valor de 3,5R, que difiere del resultado de 2,5 pero se acerca en temperaturas altas
Discuta la relación entre el movimiento molecular (caótico u ordenado)
y la transferencia energía como calor o trabajo del sistema al medio.
el calor es la energia que se transfiere favoreciendo un movimiento desordenado en el medio, mientras que el trabajo es energia que se transfiere de manera de favorecer el movimiento ordenado
Enuncie el Primer Principio de la Termodinámica en términos de energía interna
(U). Analice el valor del cambio de energía interna para sistemas aislados, cerrados y
adiabáticos. Indique y justifique si las magnitudes involucradas son funciones de estado.
Deduzca la definición mecánica del calor.
primer ppio de la termodinamica: la energia de un sist aislado es constante o sea que su ΔU=0, en un sist cerrado es ΔU= Q+W, y en un sistema adiabatico es igual al trabajo adiabatico ΔU=Wad
U es funcion de estado, o sea que los procesos entre el estado final e inicial no influyen, Q y W no son funciones de estado salvo Wad
la definicio mecanica del calor es Q-0 Wad -W (W es no adiabatico)
Defina trabajo y discuta, con ejemplos, las distintas formas de trabajo:
(i) de expansión, (ii) eléctrico, (iii) químico y (iv) superficial.
Explique el significado termodinámico del trabajo.
el trabajo es la cantidad de energia que fluye a traves de los limites entre sistema y alrededores, permitiendo un cambio en la distancia de una masa
Wexp: es el realizado por un gas al variar su volumen por la P externa =-Pext.dV
We: necesario para mover una unidad de carga de un punto a otro bajo efecto de un campo electrico =Q.dZ/E.dQ
W´(quimico): realizado por una reaccion quimica
Wutil (superficial): es el realizado por un liquido y necesario para lograr una variacion de area venciendo la tension superficial =γdA
todo trabajo puede calcularse como el producto entre un factor intensivo y la diferencial de un factor extensivo
dW= F x dX
Deduzca las expresiones para el cálculo del trabajo realizado por el sistema en
la expansión de un gas:
i)a presión constante en forma irreversible;
ii) en forma reversible;
iii) a temperatura constante en forma reversible.
Indique en un gráfico P vs V el valor del trabajo realizado en forma reversible e irreversible.
¿En cuál de estas condiciones se obtiene el máximo trabajo de expansión?
hecho aparte
Esquematice, en un gráfico P vs V, la expansión reversible de un gas ideal en
condiciones i) isotérmica y ii) adiabática. Discuta el valor del trabajo de expansión realizado
en cada caso y analice comparativamente desde un punto de vista molecular la variación de
temperatura resultante.
MUY TOMADA, esquema aparte
en una expansion adiabatica el trabajo obtenido es menor que en una isotermica, ta que al no recibir calor el sistema usa su propia energia para realizar trabajo. en una expansion isotermica se absorbe calor y la temperatura se mantiene constante, mientras que en una adiabatica la temp disminute porque las moleculas recorren mas espacion y el sist no recibe calor
Defina calor desde un punto de vista termodinámico. ¿Qué entiende por
equivalente mecánico del calor?
calor: cantidad de energia que fluye a traves de los limites entrte sist y medio, por una diferencia de temperatura entre ambos
su equivalente mecanico es 1cal=4,184 J, dando interconvertibilidad entre el calor que es mov desordenado, y el trabajo que es ordenado
Defina calor y trabajo como formas de transferencia de energía. Analice sus
características generales. Indique, justificando, en qué tipos de procesos el trabajo y el calor
pueden igualar su valor al de la variación de funciones termodinámicas.
formulas en hoja
trabajo: transferencia de energia que favorece el movimiente macroscopico ordenado. Formas: expansion, electrico, quimico
calor: transferencia de energia que favorece el movimiento microscopico desordenado. formas de transferencia: convenccion, conduccion, radiacion
Defina la función entalpía. Demuestre bajo qué condiciones el cambio de entalpía
es igual al calor.
entalpia es la magnitud termodinamica cuya variacion expresa una cantidad de energia dada o cedida por un sistema termodinamico a presion constante H= U + PV
expresion en hoja
