RECURSOS PARA APRENDER CIENCIAS BÁSICAS Y MATEMÁTICAS

En esta sección encontrarás contenidos de Biología, Química, Física y Matemáticas, orientados a la activación de conocimientos previos y la resolución de dudas en contenidos frecuentes de primer año universitario.
Energía interna (E): es igual a la suma de la energía cinética de las moléculas o átomos que constituyen el sistema (de sus energías de traslación, rotación y vibración) y de la energía potencial intermolecular (debida a las fuerzas intermoleculares) e intramolecular de la energía de enlace. No es posible conocer el valor absoluto de la energía interna de un sistema, sólo se
puede conocer su variación (∆E = Efinal – Einicial).

Las variaciones de E se deben a transferencia de energía en forma de calor o trabajo (solo para sistemas gaseosos), desde el sistema al entorno o desde el entorno al sistema. Como calor y trabajo son ambas formas de energía, se pueden expresar en las mismas unidades (caloría, joule, litro-atmósfera).

Dado que el calor está definido en función del sistema, q > 0 (signo +) si el sistema recibe calor del entorno y q < 0 (signo – ) si el sistema entrega calor al entorno.

El trabajo está definido en relación con el entorno, por tanto si el sistema realiza trabajo sobre el entorno, w > 0 (signo +) y si el entorno realiza trabajo sobre el sistema, w < 0 (signo -).

Entalpía (H) o contenido calórico: magnitud termodinámica cuya variación (∆H) expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico. Se deriva
de la primera ley de la termodinámica: “la energía del universo no se puede crear ni destruir, sólo es posible transformar un tipo de energía en otro”.
ΔE = q – w

ΔE = q – p∆V

En disoluciones líquidas, como ocurre en la mayor parte de las reacciones químicas, (ΔV = 0) y a presión constante ΔE = qP =ΔH

Si ΔH > 0, reacción endotérmica y si ΔH < 0, reacción exotérmica

Variación de Entalpía estándar (ΔHº): es la variación de entalpía que ocurre en “condiciones estándar”: 1 atm de presión, 25oC, estado físico más estable y concentración 1M de reactantes y productos.

ΔHºelementos = 0
ΔHºformación ≠ 0

ΔHºreacción = Σ ΔHºproductos – Σ ΔHºreactivos

Entalpía de enlace o energía de enlace: es la energía necesaria para romper (valor positivo) o formar (valor negativo) enlaces.

ΔHreacción = Σ∆Energía de Enlace (ruptura) + Σ∆Energía de Enlace (formación)

Entropía (S): cantidad de energía calórica por grado Kelvin, que el sistema intercambia cuando el proceso termodinámico se desarrolla en forma reversible.

ΔS = Sproductos – Sreaccionantes            ΔS = qrev / T
El qrev es la energía que se requiere obligatoriamente para mantener el desorden molecular del sistema. Si esta energía es un aporte desde el entorno al sistema, ΔS > 0 (signo +) y si se en-
trega desde el sistema al entorno, ΔS < 0 (signo -).

ΔSuniverso = ΔSsistema + ΔSentorno

La segunda ley de la termodinámica establece que “en todos los procesos naturales, la entropía del universo aumenta”

La fuerza que impulsa una reacción química depende de la entalpía y de la entropía a una determinada temperatura.

ΔG = ΔH – TΔS            ΔG = energía libre de Gibbs
Si ΔG > 0 (signo +)          reacción endergónica      NO ESPONTÁNEA
Si ΔG < 0 (signo – )          reacción exergónica      ESPONTÁNEA
Si ΔG = 0         reacción en equilibrio

Condiciones de espontaneidad (ΔG < 0): ΔG = ΔH – TΔS
ΔH < 0 y ΔS > 0
ΔH < 0 y ΔS < 0 a temperaturas bajas
ΔH > 0 y ΔS > 0 a temperaturas altas
Nunca será espontánea si ΔH < 0 y ΔS < 0

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