Panells d'energia
solar fotovoltaica

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

termodinàmica química

termodinàmica química

La termodinàmica química és l'estudi de la interrelació de la calor i el treball amb reaccions químiques o amb canvis físics d'estat dins dels límits de les lleis de la termodinàmica.

La termodinàmica química implica no només mesuraments de laboratori de diverses propietats termodinàmiques, sinó també l'aplicació de mètodes matemàtics per a l'estudi de preguntes químiques i l'espontaneïtat dels processos.

L'estructura de la termodinàmica química es basa en les dues primeres lleis de la termodinàmica. A partir de la primera llei de la termodinàmica i la segona llei de la termodinàmica, es poden derivar quatre ecuaciones denominades "equacions fonamentals de Gibbs". A partir d'aquests quatre, es poden derivar una multitud d'equacions, que relacionen les propietats termodinàmiques del sistema termodinàmic, usant matemàtiques relativament simples. Això delinea el marc matemàtic de la termodinàmica química.

Història de la termodinàmica química

En 1865, el físic alemany Rudolf Clausius, si Mechanical Theory of Heat, va suggerir que els principis de la termoquímica, per exemple, la calor generada en les reaccions de combustió, podrien aplicar-se als principis de la termodinàmica. Sobre la base del treball de Clausius, entre els anys 1873-1876 el físic matemàtic nord-americà Willard Gibbs va publicar una sèrie de tres articles, el més famós va ser el document sobre l'equilibri de substàncies heterogènies.

En aquests articles, Gibbs va mostrar com les dues primeres lleis de la termodinàmica podria mesurar-se gràfica i matemàticament per determinar tant l'equilibri termodinàmic de les reaccions químiques com les seves tendències a ocórrer o avançar. La col·lecció de documents de Gibbs va proporcionar el primer cos unificat de teoremes termodinàmics a partir dels principis desenvolupats per altres, com Clausius i Sadi Carnot.

A principis del segle XX, dues publicacions importants van aplicar amb èxit els principis desenvolupats per Gibbs als processos químics, i així van establir els fonaments de la ciència de la termodinàmica química. El primer va ser el llibre de text de 1923 Termodinàmica i l'Energia Lliure de Substàncies Químiques de Gilbert N. Lewis i Merle Randall. Aquest llibre va ser responsable de suplantar l'afinitat química amb el terme energia lliure en el món de parla anglesa.

El segon va ser el llibre de 1933 Modern Thermodynamics pels mètodes de Willard Gibbs, escrit per EA Guggenheim .. D'aquesta manera, Lewis, Randall i Guggenheim són considerats els fundadors de la termodinàmica química moderna a causa de la gran contribució d'aquests dos llibres per unificar l'aplicació de la termodinàmica a la química.

Característiques de la termodinàmica química

L'objectiu primari de la termodinàmica química és l'establiment d'un criteri per a la determinació de la factibilitat o espontaneïtat d'una transformació donada.

3

D'aquesta manera, la termodinàmica química s'usa generalment per predir els intercanvis d'energia que tenen lloc en els següents processos:

 

  • Reaccions químiques
  • Canvis de fase
  • La formació de solucions

Les funcions d'estat són de cabdal importància en la termodinàmica química:

La majoria de les identitats a la termodinàmica química sorgeixen de l'aplicació de la primera i la segona lleis de la termodinàmica, en particular la llei de conservació de l'energia, a aquestes funcions estatals.

Les 3 lleis de la termodinàmica:

  • Primera llei de la termodinàmica: L'energia de l'univers és constant.
  • Segona llei de la termodinàmica: En qualsevol procés espontani, sempre hi ha un augment en l'entropia de l'univers
  • Tercera llei de la termodinàmica: L'entropia d'un cristall perfecte (ben ordenat) a 0 Kelvin és zero
valoración: 3 - votos 1

Última revisió: 21 de febrer de 2018

Tornar