MATERIA Y ENERGIA Prof. Valeria del Castillo

UNIVERSO RELACION UNIVERSO-SISTEMA Universo: conjunto de elementos considerados en una investigación, esta formado por materia y energía. Sistema: parte especifica del universo que se desea estudiar ( cerrado, abierto y aislado) Sustancias: parte del sistema que participa en cambios físicos y químicos. Las transformaciones tienen un estado inicial y uno final.

Tipos de sistemas Sistema abierto: hay intercambio de materia y energía con el entorno. Sistema cerrado: solo hay intercambio de energía con el entorno. Sistema aislado: no hay intercambio con el entorno.

2. RELACION SISTEMA-ENTORNO Entorno: resto del universo externo al sistema Zona en la que se produce el intercambio de energía y/o materia con el sistema.

3. RELACION MATERIA-ENERGÍA La materia es todo lo que nos rodea, tiene masa y ocupa volumen se presenta en tres estados: sólido, liquido y gas. Energía: capacidad de realizar un trabajo o generar cambio en la materia.

EFECTOS DE LA ENERGÍA Cuando las partículas de una sustancia gana o pierde energía, ésta cambia de estado. En una reacción química se puede absorber o liberar energía al entorno, en base a esto, decimos que son endotérmica o exotérmica respectivamente.

Gráficos de Reacciones Reacción exotérmica Reacción endotérmica ( - ) ( + )

Tipos de energía Térmica: movimiento de los átomos y las moléculas . A mayor movimiento de las partículas mayor es la energía térmica y la temperatura. Química: energía almacenada entre las partículas que forman las sustancias.

Todas las formas de energía se pueden intercambiar unas en otras. Ley de conservación de la energía: “la energía no se crea no se destruye solo se transforma”.

TERMODINAMICA Estudia las relaciones entre el calor y otras clases de energía. Variables termodinámicas: magnitudes que describen el estado de un sistema. Funciones de estado: variables que dependen solo del estado inicial y final del sistema.

LEYES DE LA TERMODINAMICA 1º LEY DE LA TERMODINÁMICA Define la función de estado llamada entalpía (D H), relaciona el intercambio de calor con el sistema. “La energía total del universo es constante”

2º ley de la termodinámica Define la función de estado entropía (D S), que se relaciona con el grado de organización del sistema. “ la entropía del Universo aumenta en un proceso espontáneo”, es decir si aumenta la desorganización es mas probable que el sistema exista.

TERMODINÁMICA Y LAS REACCIONES QUIMICAS. Termoquímica: parte de la termodinámica que estudia los cambios de energía ( generalmente en forma de calor) que acompañan a las reacciones químicas. La transferencia de energía en una reacción química se produce por la ruptura y formación de enlaces, cuando los reactantes se transforman en productos. Variables termodinámicas: entalpía, entropía y energía libre de Gibbs.

ENTALPIA: Cambio de calor de una reacción a presión constante. Reacción exotérmica: DH < 0 ( negativa) Reacción endotérmica: DH > 0 ( positiva)

ENTROPIA Grado de organización (DS -) o desorganización (DS +) que adquiere el sistema una vez finalizada la reacción química.

ENERGÍA LIBRE DE GIBBS Permite determinar la dirección en que se produce la reacción en forma espontánea. Se expresa por: DG = DH – TDS En una reacción espontánea DG< 0, es decir, tiene valor negativo. Si: DG>0; la reacción no ocurre DG<0; la reacción es espontánea DG=0; la reacción esta en equilibrio

DH DS DG características observaciones <0 >0 Proceso exotérmico que tiende al desorden Espontáneo a cualquier temperatura Proceso exotérmico que tiende al orden Espontáneo solo si DH > TDS. A T baja Proceso endotérmico que tiende al orden No espontáneo Proceso endotérmico que tiende al desorden Espontáneo solo si DH < TDS. A T alta