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Questions and Answers
¿Cuál es la fórmula para el trabajo en un proceso termodinámico?
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W = P ∆V
¿Qué es la entalpía?
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¿Qué establece la segunda ley de la termodinámica?
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La energía se degrada.
¿Qué es la termodinámica?
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¿Qué explica la termodinámica sobre un proceso?
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El concepto mecánico de trabajo es el producto de la fuerza y una _______.
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El calor es una función de estado.
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¿Qué es el equilibrio termodinámico?
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¿Qué se requiere para que un proceso no espontáneo se lleve a cabo?
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¿Cómo se calcula el rendimiento de una máquina térmica?
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¿Qué representa la entropía en un sistema?
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¿Cómo se define la entropía según Clausius?
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¿Cómo se calcula la entropía a 25°C para la reacción de dióxido de carbono e hidrógeno molecular para dar monóxido de carbono y agua?
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¿Qué representa la energía libre (∆G) en una reacción química?
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¿Cuál es el valor de ∆G cuando Keq = 1?
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¿Qué es el calor específico del agua?
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¿Cuál es la fórmula para calcular el calor necesario para aumentar la temperatura de una sustancia?
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¿Qué describe la primera ley de la termodinámica?
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¿Qué propiedad fundamental tiene la energía electromagnética?
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¿Qué afirma la ley de Boyle?
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Study Notes
Introducción a la Termodinámica
- La termodinámica es el estudio del calor, el trabajo, la energía y los cambios que provocan en los estados de los sistemas.
- Es la rama de la Física que estudia a nivel macroscópico las transformaciones de la energía y cómo esta energía puede convertirse en trabajo.
Sistemas y Alrededores
- Un sistema es una parte del universo objeto de estudio.
- Los alrededores son partes del universo que pueden interactuar con el sistema.
- El universo es la suma del sistema y sus alrededores.
Estado de un Sistema
- El estado de un sistema se define como los valores de todas las variables macroscópicas que caracterizan al sistema.
- El estado de un sistema queda definido cuando se da el número mínimo de variables termodinámicas que fijan el sistema.
Variables Termodinámicas
- Variables extensivas: su valor es igual a la suma de los valores correspondientes a diferentes partes del sistema (p. ej. masa y volumen).
- Variables intensivas: no dependen de la cantidad de materia en el sistema (p. ej. densidad y presión).
Funciones de Estado
- Su valor depende únicamente del estado concreto del sistema en un momento determinado.
- No dependen del camino o transformaciones que ocurren para llegar a ese estado.
Tipos de Procesos Termodinámicos
- Isotérmico: temperatura constante.
- Isobárico: presión constante.
- Isocórico: volumen constante.
- Adiabático: no hay transferencia de calor.
- Reversible: se regresa mediante una condición de equilibrio al estado inicial.
- Irreversible: el cambio ocurre y no se puede regresar al estado inicial.
Calor y Trabajo
- El calor es una transferencia de energía entre el sistema y su entorno debido a una diferencia de temperatura.
- El trabajo es una transferencia de energía entre el sistema y su entorno debida a una fuerza macroscópica.
Equilibrio Termodinámico
- Un sistema aislado está en equilibrio cuando sus propiedades permanecen constantes en el tiempo.
- Un sistema no aislado está en equilibrio si se cumplen dos condiciones: a) propiedades macroscópicas del sistema permanecen constantes a lo largo del tiempo, y b) cuando se suprime el contacto entre el sistema y sus alrededores no hay cambio alguno en las propiedades del sistema.
Tipos de Equilibrio
- Equilibrio térmico: todas las partes del sistema están en la misma temperatura.
- Equilibrio químico: la composición del sistema no cambia.
- Equilibrio mecánico: no hay movimientos macroscópicos de material dentro del sistema.
Trabajo y Energía
- El trabajo es el producto de una propiedad intensiva (fuerza) y una propiedad extensiva (desplazamiento).
- La energía es la capacidad de producir trabajo.
- La energía puede transformarse de un tipo a otro.
Formas de Energía
- Energía mecánica (cinética y potencial).
- Energía eléctrica.
- Energía magnética.
- Energía química.
- Energía calórica.
- Energía atómica.
- Energía luminosa.
Conservación de la Energía
- La energía total de un sistema aislado permanece constante.
- La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de un tipo a otro.### Introducción a la Termodinámica
- La Termodinámica estudia la relación entre el calor, el trabajo y la energía.
- La Primera Ley de la Termodinámica establece que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma.
Propiedades Extensivas y Intensivas
- Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de sustancia, por ejemplo: volumen, masa y energía interna.
- Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de sustancia, por ejemplo: temperatura, presión y densidad.
Ecuación de Estado
- La ecuación de estado relaciona la presión, el volumen y la temperatura de un sistema en equilibrio.
- La ecuación de estado ideal es: PV = nRT.
Energía Interna
- La energía interna (E) es la suma de la energía cinética, potencial y de enlaces químicos de una sustancia.
- La energía interna es una función de estado.
Trabajo y Calor
- El trabajo (W) se hace cuando un sistema fuerza su entorno y se produce un cambio en el volumen.
- El calor (Q) es una forma de energía que se transfiere de un cuerpo a otro debido a una diferencia de temperatura.
Primera Ley de la Termodinámica
- La Primera Ley de la Termodinámica se puede expresar como: ΔE = Q - W.
- La Primera Ley establece que la energía interna de un sistema aumenta si se le suministra calor y disminuye si se realiza trabajo.
Procesos Termodinámicos
- Un proceso isotérmico es aquel en el que la temperatura se mantiene constante.
- Un proceso adiabático es aquel en el que no hay intercambio de calor con el entorno.
- Un proceso reversible es aquel en el que se puede regresar al estado inicial sin cambiar el entorno.
- Un proceso irreversible es aquel en el que no se puede regresar al estado inicial.
Entalpía
- La entalpía (H) es una función de estado que se define como: H = E + PV.
- La entalpía es una medida de la energía total de un sistema.
Termoquímica
- La termoquímica es el estudio de los efectos del calor en las reacciones químicas.
- La entalpía estándar de formación (ΔH°) es la entalpía de formación de un compuesto a partir de sus elementos en su estado más estable.
Segunda Ley de la Termodinámica
- La Segunda Ley de la Termodinámica establece que la energía se degrada### Entropía
- La entropía es una medida del desorden o aleatoriedad de un sistema.
- Cuando un sistema se vuelve más caótico, su entropía aumenta proporcionalmente con el grado de aumento del desorden causado.
- La segunda ley de la termodinámica establece que la entropía de un sistema aislado aumenta en un cambio espontáneo.
Procesos cíclicos reversibles
- En un proceso cíclico reversible, el cambio en la entropía del sistema y el entorno es igual a cero.
- La entropía del sistema y el entorno reaccionan espontáneamente en la dirección en que aumenta la entropía.
Calor y entropía
- La entropía se relaciona con la cantidad de calor absorbido o liberado en un proceso.
- La entropía aumenta cuando un sistema absorbe calor y disminuye cuando libera calor.
Entropía en procesos reversibles con cambios de temperatura
- La entropía se puede calcular utilizando la fórmula: ∆S = Qrev / T.
- La entropía es una función de estado, por lo que solo depende de la temperatura final y la temperatura inicial.
Entropía en el cero absoluto
- La entropía en el cero absoluto es nula para un sólido cristalino perfecto.
- La entropía aumenta con la temperatura y el desorden molecular.
Entropía de formación
- La entropía de formación se refiere a la entropía de un compuesto químico en su estado estándar.
- La entropía de formación se puede calcular utilizando la fórmula: ∆Sf = ΣS°productos - ΣS°reactivos.
Fuerza impulsora de las reacciones químicas
- La fuerza impulsora de las reacciones químicas es la disminución de la energía libre.
- La energía libre se puede calcular utilizando la fórmula: ∆G = ∆H - T∆S.
Energía libre
- La energía libre es la energía total del sistema menos la energía no aprovechable.
- La energía libre se puede calcular utilizando la fórmula: ∆G = ∆H - T∆S.
- La energía libre determina la espontaneidad de una reacción química.
Variación de la energía libre con la presión y la temperatura
- La energía libre varía con la presión y la temperatura.
- La variación de la energía libre se puede calcular utilizando las fórmulas: ∆G = nRT ln(P2/P1) y ∆G = nRT ln(C2/C1).
Equilibrio químico
- El equilibrio químico se describe mediante la constante de equilibrio (Keq).
- La constante de equilibrio se puede calcular utilizando la fórmula: Keq = [C] [D] / [A] [B].
- El valor de Keq describe la posición del equilibrio y si la reacción es favorable o no.
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Description
Aprende sobre los conceptos fundamentales de la termodinámica y su aplicación en la farmacología. Conoce los principios básicos de la termodinámica y cómo se utiliza para describir los cambios en términos de energía en las reacciones.
