Comencemos por contrastar dos cantidades termodinámicas diferentes: energía interna y entalpía. Para simplificar las cosas, consideremos estas propiedades de un gas ideal .
Energía interna (denotada como U):
- La energía interna de un gas ideal puede entenderse como la suma de las energías cinéticas de todas las partículas en el gas ideal:
- U = suma de todos (1/2 * mv ^ 2)
- Observe que U solo depende de la velocidad de las partículas de gas SOLAMENTE . Esto significa que la energía interna de un gas no depende de su volumen O presión.
- Como U no depende del volumen del gas, ¡U no es una propiedad útil si queremos caracterizar cómo se comporta un gas en el mundo real! Los gases son útiles cuando cambian la presión o el volumen, por ejemplo en un motor de combustión interna, cuando cambian la presión y el volumen impulsan los pistones en el motor.
- Para poder hacer cálculos significativos, necesitamos una propiedad termodinámica que dependa tanto del volumen como de la presión.
Entalpía! (denotado como H):
- ¿Es posible tener un anión o un catión de un berilio (átomo)?
- ¿Cuál es el efecto relativista?
- ¿Por qué los orbitales híbridos forman enlaces más fuertes?
- ¿Cuál es la diferencia entre sustancias moleculares simples y sustancias covalentes simples?
- Cómo se forman los enlaces iónicos? ¿Cuáles son ejemplos de enlaces iónicos?
- La entalpía se define como: H = U + PV
- Esta definición parece un poco arbitraria, ¿por qué simplemente agregar PV?
- Un fluido de trabajo (generalmente un gas) en el mundo real está rodeado por una atmósfera. Cuando el fluido de trabajo (es decir, los gases en el motor de un automóvil) se expande o contrae, la atmósfera realiza un trabajo mecánico sobre él.
- Trabajo = Fuerza * distancia = delta (P * V)! (Derivación al final)
- Así es como puedes leer Enthalpy:
- “La entalpía de un gas es igual a la energía interna del gas MÁS la cantidad de trabajo (PV o F * d) requerida para alcanzar su estado actual”.
Ir más allá de los gases ideales:
¡Cada estado de la materia puede ser descrito por estas variables! Los líquidos y los sólidos también se expandirán y contraerán cuando se calienten y enfríen. Incluso si es una cantidad mínima, una barra de acero que se calienta se expande, ¡y al hacerlo debe empujar contra la atmósfera!
“Prueba” de que W = F * d = delta (P * V)
Presión = Fuerza / Área
Volumen = Área * distancia
delta (P * V) = delta ((Fuerza / Área) * (Área * distancia))
delta (P * V) = delta (Fuerza * distancia)
Dado que el área de un pistón es constante y suponiendo que la presión de la atmósfera permanece constante, P y Force son constantes. Entonces,
delta (P * V) = P * delta (V)
delta (Fuerza * distancia) = Fuerza * delta (distancia)
Entonces, W = P * delta (V) = Fuerza * delta (distancia)
