BLOQUE II TERMOQUÍMICA Y ELECTROQUÍMICA€¦ · •Elabora en tu cuaderno un mapa conceptual de...

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……..