1 Ley Termodinamica- Calor

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1 Ley de la termodinámica Freddy Díaz Mendoza, M. Sc.

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Termodinamica

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1 Ley de la termodinmicaFreddy Daz Mendoza, M. Sc.CalorVariacin de la energa interna en un sistema cerrado:

dU = dQ + dW

dW= trabajo de expansin PV + otro tipo de trabajo

Si dW=0 dU=dQV

U = QV

Calormetro

Capacidad calorfica

Q=C T

La capacidad calorfica es la cantidad de energa que se requiere para elevar en un grado de temperatura una sustancia.Puede ser CV CPCapacidad calorfica a volumen constanteCV = (dU/dT)V

Las capacidades calorficas son magnitudes extensivas: 100 g de agua > 1 g de agua

CV,mcapacidad calorfica por mol de materia

capacidad calorfica por unidad de masa (calor especfico)

CV,m y son propiedades intensivas

Capacidad calorfica a volumen constanteCV = (dU/dT)V

dU = CV T

U = CV T ( intervalos de T bajos)

QV = CV TEntalpa H = U + PV

dH = dU + d(PV)

dH = dU + PdV + VdP

Sistema cerrado dU = dQ + dW

dH = dQ + dW + PdV + VdP

dW= -PdV dH = dQ + Vdp

P= cte dH = dQ

H = QP Capacidad calorfica a presin constante CP = (dH/dT)P

dH = CP TH = CP T ( intervalos de T bajos)

QP = CP TRelacin entre CV y CP para gases idealesH = U + PV

H = U + RT

dH = dU + RdT

dH = CpdT y dU = CVdT

CpdT = CVdT + RdT

CP = CV + RCapacidades calorficas molares

Capacidades calorficas molaresCul es el cambio en la entalpa molar del N2 cuando se calienta desde 25C hasta 100C? Los valores de a, b y c para el nitrgeno son: a=28,58, b=0,00377 K-1 y c=-0,5105 K2.

ENTALPA EN REACCIONES QUMICAS

ENTALPA EN REACCIONES QUMICAS

Hf [=] kJ/molMetano-74,81Oxgeno0Dixido de carbono-393,51Agua-285,83Los calores estndar de formacin Hf de una sustancia es la entalpa estndar de formacin del compuesto a partir de sus elementos en su estado de referencia. El estado de referencia de un elemento es a la temperatura de su estado de agregacin ms estable a la presin de 1 bar.

ENTALPA EN REACCIONES QUMICAS

ENTALPA EN REACCIONES QUMICAS

Calcular el calor que se genera de la combustin de 1 litro de octano a 298K, sabiendo que su densidad es 0,703 g/cm3, y Hc =-5.471 kJ/mol

Ley de Hess

La entalpa estndar de una reaccin es la suma de las entalpas estndar de las reacciones individuales en las que se puede descomponer.

Calcule la entalpa estndar de la combustin del propeno si se conoce:

Hidrogenacin del propeno:

CH2=CHCH3 (g) + H2 (g) CH3CH2CH3 (g)Hf =124 kJ/mol

Combustin del propano:

CH3CH2CH3 (g) + 5O2 (g) 3CO2 (g) + 4H2O (l)Hf =2.220 kJ/mol

Oxidacin del hidrgeno:;

H2 (g) + O2 (g) H2O (l)Hf =286 kJ/mol

Variacin de las entalpa de reaccin con la temperatura

Ley de Kirchhoff Presunciones: no hay cambio de fase, CP es independiente de T

Variacin de las entalpa de reaccin con la temperatura

La entalpa estndar de formacin del C6H12 (l) a 298K es -156.0 kJ/mol. Estime el valor de la entalpa estndar de formacin del ciclohexano a 400K. Presuma que el valor de la capacidad calorfica, en ese rango de temperatura, es independiente de T.

6C + 6H2 C6H12

1) Cp,m=a+bT+cT-2 2) Cp,m=a+bT+cT2+dT3 para el carbono, hidrgeno y ciclohexano a partir de los valores de a, b, c y d de cada uno a la temperatura T=298K.

Variacin de las entalpa de reaccin con la temperatura

Capacidad calorfica molar /J K1 mol1Ecuacinab/10-3 K-1c/105 K2Hidrgeno127,283,260,50Carbono (grafito)116,864,77-8,54C6H12294,1449,62 x 10-2-31,90 x 10-5Capacidad calorfica molar /J K1 mol1 @ 298KEcuacinCP,mHidrgeno128,84Carbono (grafito)118,28C6H122106,35

Variacin de las entalpa de reaccin con la temperatura

Si se hubiese calculado a partir de tablas de CP,m

Variacin de las entalpa de reaccin con la temperatura

Si se hubiese calculado a partir de tablas de CP,m