Termodinàmica química
| Ingenieria química | |
|---|---|
| Archiu:PlatformHolly.jpg | |
| Generalitats | |
| Fonaments | |
| Aspectes | |
| Processos Unitaris | |
| Glossaris | |
Termodinàmica química és l'estudi de l'interrelació entre el calor i el treball en reaccions químiques o en canvis físics del estat dins dels confines de les lleis termodinàmiques. La termodinàmica química involucra no només medicions de vàries propietats termodinàmiques en el laboratori, sino també l'aplicació de métodos matemàtics a l'estudi de preguntes químiques i a les reaccions dels processos.
L'estructura de la química termodinàmica està basada en les primeres dos lleis de la termodinàmica. Començant a partir de la primera i segona llei de la termodinàmica, quatre expressions matemàtiques cridades "equacions fonamentals de Gibbs" es poden obtindre. A partir d'estes quatre, gran cantitat d'equacions relacionades en propietats termodinàmiques del sistema termodinàmic poden ser derivades utilisant matemàtiques relativament senzilles. Açò delinea l'infraestructura matemàtica de la termodinàmica química.[1]
Història
[editar | editar còdic]
En 1865, el físic alemà Rudolf Clausius en la seua Teoria Mecànica de la Calor va sugerir que els principis de la termoquímica, per eixemple el calor produït en reaccions de combustió, podien ser aplicats als principis de la termodinàmica.[2] Ampliant el treball de Clausius, entre els anys 1873 i 1876 el físic-matemàtic americà Willard Gibbs va publicar una série de tres artículs, sent el més famós d'ells En l'Equilibri de Substàncies Heterogénees. En estos artículs, Gibbs va mostrar cóm les primeres dos lleis de la termodinàmica podien ser medides de manera gràfica i matemàtica per a determinar tant el equilibri termodinàmic de les reaccions químiques com la seua respectiva tendència a ocórrer o procedir. La colecció d'artículs de Gibbs va proporcionar el primer cos unificat de teoremes termodinàmiques a partir dels principis desenrollats per uns atres, tals com Clausius i Sadi Carnot.
A inicis de el XX, dos grans publicacions varen aplicar exitosamente en processos químics els principis desenrollats per Gibbs i va ser aixina com es va establir el fonament per a la ciència de la termodinàmica química. La primera publicació va ser el llibre de text de 1923 Termodinàmica i l'Energia Lliure de les Substàncies Químiques per Gilbert N. Lewis i Merle Randall. Este llibre va ser responsable de reemplaçar afinitat química pel terme energia lliure en el món del parla anglés. La segona va ser el llibre de 1933 Termodinàmica Moderna pels métodos de Willard Gibbs escrit per E. A. Guggenheim. En esta manera, Lewis, Randall i Guggenheim són considerats com els fundadors de la termodinàmica química moderna per la gran contribució que varen generar estos dos llibres en unificar l'aplicació de la termodinàmica a la química.[1]
Resum
[editar | editar còdic]El principal objectiu de la termodinàmica química és la creació d'un criteri per a la determinació de la viabilitat o espontaneïtat d'una transformació donada.[3] D'esta manera, la termodinàmica química és comunament utilisada per a predir els intercanvis d'energia que ocorren en els següents processos:
- Reaccions químiques
- Canvis de fase
- La formació de solucions
Les següents funcions d'estat són la principal preocupació en la termodinàmica química:
- Energia interna ()
- Entalpia ()
- Entropía ()
- Energia lliure de Gibbs ()
Moltes identitats en la termodinàmica química sorgixen de l'aplicació de la primera i segona lleis de la termodinàmica, particularment la llei de la conservació d'energia a estes funcions d'estat.
Les tres lleis de la termodinàmica:
- L'energia de l'univers és constant.
- En qualsevol procés espontàneu sempre hi ha un increment de la entropía en l'univers.
- La entropía d'un cristal perfecte en el 0 kelvin és zero.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ 1,0 1,1 Ott, Bevan J. (2000). Chemical Thermodynamics – Principles and Applications, Academic Press. ISBN 0-12-530990-2.
- ↑ Clausius, R. (1865). The Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies. London: John van Voorst, 1 Paternoster Row. MDCCCLXVII.
- ↑ Klotz, I. (1950). Chemical Thermodynamics. New York: Prentice-Hall, Inc.
- Este artícul conté una traducció derivada de «Termodinámica química» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.