CONDICIONES DE EQUILIBRIO

Presentación del tema: "CONDICIONES DE EQUILIBRIO"— Transcripción de la presentación:

1 CONDICIONES DE EQUILIBRIO
Principio de crecimiento de la entropía: Para un sistema aislado, la entropía del sistema siempre crece o permanece constante y en el estado de equilibrio su valor es máximo compatible con las restricciones del sistema, es decir,

2 Consideremos un sistema aislado, que tiene energía interna E, ocupa un volumen V y tiene n moles de cierta sustancia Supongamos que el sistema está dividido en dos subsistemas 1 y 2. Podemos escribir: AISLADO CONSTANTES

3 PARED DIATERMICA FIJA Y CONDICIONES DE EQUILIBRIO TERMICO
Supongamos que la repartición de enegía, volumen y número de partículas entre 1 y 2 no corresponde a la situación de equilibrio Interacción débil Como la Entropía es una función de estado extensiva PARED DIATERMICA FIJA Y CONDICIONES DE EQUILIBRIO TERMICO En este caso, V1, n1, V2 y n2 se mantienen constantes, los sistemas pueden intercambiar energía entre ellos El equilibrio se obtendrá maximizando la entropía, es decir:

4 Pero Así que: Condición de equilibrio térmico Pero Por lo tanto; Condición de equilibrio térmico

5 PARED DIATERMICA MOVIL Y EQUILIBRIO MECANICO
AISLADO n1 n2 V1 y E1 = variables independientes para maximizar Donde:

6 Como E1 y V1 son independientes, entonces cada coeficiente se debe anular por separado, así que:
La primera condición nos lleva nuevamente al equilibrio térmico: Condición de equilibrio térmico

7 La segunda condición: Luego: Condición de equilibrio mecánico Por lo tanto: Condición de equilibrio mecánico

8 PARED DIATERMICA PERMEABLE FIJA Y EQUILIBRIO RESPECTO AL INTERCAMBIO DE MATERIA
Pared : Tabique poroso, de tal manera que n1 y n2 pueden variar y hay intercambio de calor Como las variables son independientes, ambos coeficientes deben ser nulos,

9 La primera condición nos lleva al equilibrio térmico:
Condición de equilibrio térmico La segunda condición: Así que: Condición de equilibrio de transferencia de materia

10 Sistemas abiertos: Intercambio de particulas
Consideremos un sistema de un solo componente DEFINICION: Potencial Químico Así que: Condición de equilibrio de transferencia de materia

11 ECUACIONES GENERALES PARA LOS SISTEMAS ABIERTOS
Si consideramos:

12 De la primera. Si S y V son constantes
De la segunda. Si S y P son constantes De la tercera. Si T y V son constantes De la cuarta. Si T y P son constantes

13 Consideremos un sistema aislado con r componentes, (i=1,2,3,…,r)
Supongamos que la pared es rígida y diatérmica y permeable a la sustancia j e impermeable a las demás sustancias, de modo que nj1 y nj2 pueden variar, AISLADO nj1 nj2

14 Si maximizamos la entropía, entonces;
La primera condición nos lleva al equilibrio térmico: Condición de equilibrio térmico La segunda condición:

15 DEFINICION: Potencial Químico de la sustancia j en el subsistema i;
Así que: Condición de equilibrio de transferencia de materia

16 RELACIONES TERMODINAMICAS PARA SISTEMAS ABIERTOS
Para un sistema de r componentes

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