PROPIEDADES TERMODINAMICAS DE LA MATERIA.

Son características que se pueden observar, medir o cuantificar en las sustancias o en los sistemas.
La cantidad y tipo de propiedades que se puedan establecer para un sistema dependen del tipo de observación que se halla establecido para el análisis del sistema. Por ejemplo si el enfoque usado es el macroscópico se pueden establecer propiedades como temperatura (T), presión (P), energía (e), energía interna (u), y entalpia (h) y otras, que de ningún modo serían establecidas utilizando el enfoque microscópico.

SISTEMA.

Un sistema termodinámico (también denominado sustancia de trabajo) se define como la parte del universo objeto de estudio. Es aquella región de espacio físico cuyas propiedades se investigan.

El sistema termodinámico puede estar separado del resto del universo (denominado alrededores del sistema) por paredes reales o imaginarias. En este último caso, el sistema objeto de estudio sería, por ejemplo, una parte de un sistema más grande. Las paredes que separan un sistema de sus alrededores pueden ser aislantes (llamadas paredes adiabáticas) o permitir el flujo de calor (diatérmicas).

Los sistemas termodinámicos pueden ser aislados, cerrados o abiertos.

Sistema aislado: es aquél que no intercambia ni materia ni energía con los alrededores.

Sistema cerrado: es aquél que intercambia energía (calor y trabajo) pero no materia con los alrededores (su masa permanece constante).

Sistema abierto: es aquél que intercambia energía y materia con los alrededores.

En la siguiente figura se han representado los distintos tipos de sistemas termodinámicos.

PROPIEDADES DE LA MATERIA.

Si se define la propiedad como cualquier cantidad que describe el estado de un sistema, en consecuencia una propiedad será cualquier cantidad cuyo valor depende únicamente del estado del sistema en estudio.

Las propiedades que dependen de la masa del sistema, o extensión del sistema, reciben el nombre de propiedades extensivas.

 Las propiedades que son independientes de la masa contenida dentro de las fronteras del sistema reciben el nombre de propiedades intensivas.

 Tanto las propiedades intensivas como las extensivas se representan siempre con letras mayúsculas. Así, P siempre corresponde a la presión (intensiva), T a la temperatura (intensiva) y el volumen (extensiva). Sin embargo, puede optarse por expresar las propiedades extensivas de un sistema dado en un estado particular, en una forma intensiva.

BIBLIOGRAFIA:

http://cienciasenbachillerato.blogspot.com/2009/09/propiedades-extensivas-e-intensivas.html

http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2001762/contenidos/propunid.htm

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/termo1p/sistema.html

NOTAS TOMADAS EN CLASE.

EJEMPLOS SOBRE LAS LEYES DE LOS GASES

Ley De Boyle

La relación matemática que existe entre la presión y el volumen de un cantidad dad de un gas a una cierta temperatura fue descubierta por Robert Boyle en 1662.

 “El volumen de un gas, a temperatura constante, es inversamente proporcional a la presión”

Ejemplo:

1.- Una cantidad de gas ocupa un volumen de 80 cm³ a una presión de 750 mm Hg. ¿Qué volumen ocupará a una presión de 1,2 atm.si la temperatura no cambia?

Como la temperatura y la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de Boyle: P₁.V₁ = P₂.V₂

 Tenemos que decidir qué unidad de presión vamos a utilizar. Por ejemplo atmósferas.

Como 1 atm = 760 mm Hg, sustituyendo en la ecuación de Boyle:

 

Se puede resolver igualmente con mm de Hg.

Ley De Charles:
En 1787, Jacques Charles investigó la relación existente entre el volumen y la temperatura de un gas a presión constante.
 “El volumen de un gas a presión constante es directamente proporcional a la temperatura kelvin”.

Ley de Gay-Lussac
Cuando se investiga experimentalmente como depende entre sí el volumen y la temperatura de un gas a una presión fija, se encuentra que el volumen aumenta linealmente al aumentar la temperatura.

Ejemplo:

2.- El volumen inicial de una cierta cantidad de gas es de 200 cm³ a la temperatura de 20ºC. Calcula el volumen a 90ºC si la presión permanece constante.

Como la presión y la masa permanecen constantes en el proceso, podemos aplicar la ley de Charles y Gay-Lussac:  

El volumen lo podemos expresar en cm³ y, el que calculemos, vendrá expresado igualmente en cm³, pero la temperatura tiene que expresarse en Kelvin.

Ley general de los gases

La ley combinada de los gases o ley general de los gases es una ley de los gases que combina la ley de Boyle y la ley de Gay-Lussac. Estas leyes matemáticamente se refieren a cada una de las variables termodinámicas con relación a otra mientras todo lo demás se mantiene constante. La ley de Charles establece que el volumen y la temperatura son directamente proporcionales entre sí, siempre y cuando la presión se mantenga constante. La ley de Boyle afirma que la presión y el volumen son inversamente proporcionales entre sí a temperatura constante. Finalmente, la ley de Gay-Lussac introduce una proporcionalidad directa entre la temperatura y la presión, siempre y cuando se encuentre a un volumen constante.

La relación entre el producto presión-volumen y la temperatura de un sistema permanece constante.

Esto matemáticamente puede formularse como:

ejemplo:

3.- Un gas ocupa un volumen de 2 l en condiciones normales. ¿Qué volumen ocupará esa misma masa de gas a 2 atm y 50ºC?

Como partimos de un estado inicial de presión, volumen y temperatura, para llegar a un estado final en el que queremos conocer el volumen, podemos utilizar la ley combinada de los gases ideales, pues la masa permanece constante:

 

 la temperatura obligatoriamente debe ponerse en K

Como se observa al aumentar la presión el volumen ha disminuido, pero no de forma proporcional, como predijo Boyle; esto se debe a la variación de la temperatura.

bibliografia:
http://www.google.com.mx/#pq=ley+combinada+de+los+gases&hl=es&cp=25&gs_id=32&xhr=t&q=ejercicios+de+la+ley+de+boyle&pf=p&sclient=psy-ab&source=hp&pbx=1&oq=ejercicios+de+la+ley+de+b&aq=0&aqi=g4&aql=&gs_sm=&gs_upl=&bav=on.2,or.r_gc.r_pw.,cf.osb&fp=b8c63d56ad587ae4&biw=1360&bih=644.

http://www.cneq.unam.mx/cursos_diplomados/diplomados/medio_superior/ens_3/portafolios/quimica/equipo3/leydeboyle.htm

NOTA: tambien me base en las notas tomadas en clase.