FUNDAMENTOS DE TERMODINÁMICA

1º DE CIENCIAS QUIMICAS

Asignatura Obligatoria: 4 créditos

Código 12691

1. Introducción

Conceptos previos: Sistemas termodinámicos. Propiedades termodinámicas. Ecuaciones de estado. Temperatura. Principio Cero de la Termodinámica.

2. Primer Principio

Conceptos de trabajo y calor. Cálculo del trabajo en procesos sencillos de sistemas cerrados. El Primer Principio de la Termodinámica. Definición de energía interna. Definición de entalpía. Capacidades caloríficas a presión y a volumen constante. Cálculo de la variación de energía interna y de entalpía en procesos sencillos de sistemas cerrados.

3. Segundo y Tercer Principio

Segundo Principio de la Termodinámica. Definición de entropía. Reversibilidad e irreversibilidad. Desigualdad de Clausius. Cálculo de la variación de entropía en procesos sencillos de sistemas cerrados. Enunciado del Tercer Principio. Entropía y rendimiento de las máquinas térmicas. Entropía y probabilidad: Interpretación molecular de la entropía.

4. Espontaneidad y equilibrio

Condiciones generales de equilibrio y espontaneidad. Funciones de Helmholtz y Gibbs. Relaciones termodinámicas de un sistema cerrado en equilibrio. Ecuaciones de Gibbs. Potencial químico. Potencial químico de un gas ideal puro. Potencial químico de un gas ideal en una mezcla de gases ideales.

2. TRANSFORMACIONES Y EQUILIBRIO MATERIAL DE SUSTANCIAS PURAS Y SISTEMAS DE DOS COMPONENTES

5. Equilibrio de fases

Condición de equilibrio de fases. Regla de las fases. Diagramas de fase en sistemas de un componente. Efecto de la presión y de la temperatura: ecuación de Clapeyron. Aplicación de la ec. de Clapeyron a distintos tipos de cambio de fase. Equilibrio de fases en sistemas multicomponentes: equilibrio líquido-líquido, líquido-gas y sólido-líquido en mezclas binarias.

3. TRANSFORMACIONES Y EQUILIBRIO QUÍMICO

6. Termoquímica

Cambios de entalpía estándar de reacción. Leyes termoquímicas (ley deHess). Influencia de la temperatura en las entalpías de reacción (ecuación de Kirchhoff). Relación entre la variación de entalpía y la variación de energía interna para una reacción. Variación de la entropía y energía libre en una reacción química.

7. Equilibrio Químico

Equilibrio químico. Constante de equilibrio. Dependencia de la constante de equilibrio con la temperatura. Desplazamiento del punto de equilibrio químico: Efecto de la temperatura, de la presión, del volumen y de la composición de la mezcla reactiva.

BIBLIOGRAFÍA:                                         

• T. Engel and P. Reid, Química Física, Pearson Educación S.A, Addison Wesley, 2006.
• P. Atkins and J. de Paula, Physical Chemistry, 8^a Edition, Oxford U.P. 2006
• I.N. Levine, Fisicoquímica, 5^a edición, volumen 1, 2004, MacGraw-Hill Inc./Interamericana  de España, S.A.U.
• J. A. Rodríguez Renuncio, J:J: Ruiz Sánchez y J.S. Urieta Navarro, Termodinámica Química. Síntesis, 1998.

      Problemas:

• L.C. Labowitz, Fisicoquímica Problemas y Soluciones, AC, Libros Científicos y Técnicos, 1974
• J. A. Rodríguez Renuncio, J:J: Ruiz Sánchez y J.S. Urieta Navarro, Problemas Resueltos de Termodinámica Química. Síntesis, 2000.
• P. Atkins, Students Solutions Manual for Physical Chemistry, 8^a Edition, Oxford U.P. 2006
• A.W. Adamson, Problemas de Química-Física, Reverté, 1974.