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2013-08-19T03:09:27+02:00
Termodinámica y sus variables Las variables termodinámicas son las que caracterizan a un sistema termodinámico pueden clasificarse en varias categorías: *Variables de estado Son las propiedades macroscópicas, esto es que se refieren al comportamiento global de un número elevado de partículas, y que definen el estado del sistema termodinámico. En Termodinámica Clásica cinco variables de estado fundamentales son el objeto de su interés tales como la concentración (C), la presión (P), el volumen (V) y la temperatura (T), la energía interna (U) y la entropía (S). Además de estas en termodinámicas encontramos variables de estado derivadas de estas fundamentales como la Entalpía (H), Energía libre de Helmholtz (A) y Energía libre de Gibbs (G) Las propiedades microscópicas, esto es las que describen el comportamiento de las partículas individuales del sistema (moléculas, átomos, iones, electrones etc…) no son objeto de estudio de la Termodinámica Clásica *Variables de transferencia Una segunda categoría de variables termodinámicas que aparecen en situaciones que involucran cambios de energía son las variables de transferencia. Estas variables tienen valor cero a no ser que ocurra un proceso termodinámico en el cual la energía es transferida a través de la frontera o límite del sistema. Debido a que la transferencia a través del límite de un sistema representa un cambio en el sistema, las variables de transferencia no están asociadas con un estado del sistema sino con un cambio en el estado del sistema. Por ejemplo, el calor es una variable de transferencia, para unas condiciones dadas del sistema no hay un valor definido de calor. Esto es el calor no es una función de estado. Solo se puede asignar un valor al calor (Q) si la energía cruza la frontera del sistema como calor, resultando en un cambio en el sistema. Otra variable de transferenciatermodinámica es el trabajo (W). Así mientras las variables de estado son características de un sistema en estado de equilibrio térmico. Las variables de transferencia son características de un proceso en la cual la energía es transferida entre el sistema y su entorno. *Funciones de estado Son las variables termodinámicas cuyo valor concreto depende más que del estado actual del sistema. Si el sistema evoluciona y pasa de un estado a otro, la variación de una función de estado sólo depende de los estados iniciales y finales y no de los caminos seguidos para realizar el cambio. Por ejemplo: la presión, el volumen (V), la temperatura (T), la energía interna (U), la entalpía (H), la entropía (S), la energía libre de Gibbs (G), etc…son funciones de estado. *Las variables termodinámicas se clasifican en: Extensivas e Intensivas Las variables extensivas dependen de la cantidad, siendo proporcionales al tamaño del sistema, mientras que las intensivas no de tal forma que su valor es independiente del tamaño del sistema. La densidad es un ejemplo de variable intensiva. La densidad de un cristal de hielo en un iceberg es la misma que la densidad del iceberg entero. El volumen, por otra parte, es una variable extensiva. El volumen de un Océano es muy diferente del volumen de una gota de agua del mar.   Entropía Para medir el grado de desorden de un sistema, fue definida la grandeza termodinámica llamada entropía, representada por la letra S. Cuando mayor el desorden de un sistema, mayor su entropía. El mínimo de entropía posible corresponde a la situación en que átomos de una sustancia estarían perfectamente ordenados en una estructura cristalina perfecta. Esa situación debe ocurrir teóricamente, a 0 K (cero absoluto). En otras temperaturas, la entropía de una sustancia debe ser diferente de cero. Cuanto mayor la temperatura de una sustancia mayor el movimiento de sus partículas mas desorganizada ella está y por tanto, mayor será su entropía. La entropía (cal/K.mol) a 25ºC para una misma sustancia, la entropía en el estado gaseoso es mayor que aquella en el estado líquido, que, por su vez, es mayor que la del estado sólido. La variación de entropía en una transformación, depende apenas de los estados inicial y final del sistema, independientemente de cómo los reactivos se transforman en productos, esto es, del mecanismo de reacción. Capacidad calorífica La capacidad calorífica de un cuerpo, es la cantidad de calor, Q, que dicho cuerpo absorbe cuando su temperatura aumenta un grado (o la que cede al disminuir su temperatura un grado). Si un cuerpo pasa de una temperatura T1 a otra T2, intercambiando para ello una cantidad de calor Q, se tiene:

Y por lo tanto se tiene también:
Calor especifico Cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 1gr. de una sustancia en un grado.(magnitud intensiva). Esta magnitud medida a presión constante se la representa como “Cp”; mientras que medida a volumen constante, toma otro valor y se le representa como “Cv”. Nosotros lo mediremos a presión atmosférica, considerada constante, por lo que le llamaremos Cp.