CONCEPTOS
Calor:
Es la energía transmitida a causa de una diferencia de temperatura entre un sistema y sus alrededores. El calor q es el aumento de energía interna ∆E del sistema.
q = ∆E + w
En esta ecuación se expresa la ley de conservación de la energía y también el primer principio de la termodinámica.
Si el calor es absorbido entonces el valor de “q” será positivo y si es cedido por el sistema será negativo.
Capacidad calorífica:
Es el intercambio de calor que puede producir el cambio de temperatura de un sistema o el cambio del estado en el que se encuentra el sistema.
C = δQ / dt
δQ :cantidad infinitesimal de calor
Calor de reacción:
Se encuentra definida como la energía absorbida por un sistema cuando los productos de una reacción se encuentran a la misma temperatura que los reactantes. Si el sistema libera energía se denomina exotérmico y si absorbe energía se denomina endotérmico. En reacciones exotérmicas, se necesita menor cantidad de calor para romper enlaces que en una reacción endotérmica.
Si la reacción se realiza a presión constante, el calor de la reacción sería igual a la variación de la entalpia.
El calor de reacción puede ser calculado a partir de entalpias de formación de los productos y reactantes. Esta está dada por:
Energía de enlace:
Es la energía aproximada que se necesita para romper un enlace de cualquier compuesto en el que se intervenga. También se podría decir que es la energía total promedio que se necesita para romper un mol de en laces dado (en estado gaseoso).
En enlaces estables la energía de enlace son grandes, los principales enlaces son covalentes, metálicos e iónicos.
Entalpía:
Es una función de estado extensiva y una magnitud termodinámica. Su variación expresa la medida de la cantidad de energía absorbida o liberada por un sistema termodinámico, es decir es la cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
Entalpía de formación:
Es el calor producido o el calor necesario para formar un mol de un compuesto a base de sus elementos en su forma más estable (1 atm de presión y 298 K de temperatura).Cuando se trata de una reacción exotérmica esta entalpia viene a ser negativa mientras que cuando la reacción es endotérmica la entalpia tiende a ser positiva y resulta nula cuando los compuestos se encuentran en la naturaleza.
BIBLIOGRAFÍA:
Del Barrio, M.
2006 “Calor y trabajo: primer principio de la termodinámica”. Termodinámica básica, ejercicios .Barcelona: Ediciones UPC,pp.55-56.Consulta:20 de abril de 2015.
Mahan H. Bruce
2003 “Primer principio de la termodinámica”.Elementary Chemical Thermodynamics. Barcelona: Editorial Reverté,pp.13-14.Consulta:20 de abril de 2015.
Waser
1972 “Primer principio de la termodinámica”. Termodinámica química fundamental. Barcelona: Editorial Reverté,pp.29-53.Consulta:20 de abril de 2015.
APLICACIÓN
Los químicos han resuelto que, por razones de comodidad, las cantidades de calor denominadas calores de reacción, corresponden a la transformación de las masas indicadas por la ecuación de la reacción.
En la industria y en la vida diaria se usan productos y sustancias, ya sean de origen natural o preparados por la actividad humana, que se llaman combustibles) y cuya finalidad es la de producir calor cuando se queman. El oxígeno que interviene en estas combustiones, que son otras tantas reacciones exotérmicas, es habitualmente el contenido en el aire ambiente, y sólo en casos excepcionales se usa el oxígeno puro. Dado que la mayor parte de los combustibles no son sustancias puras, sino materiales complejos, y que las transacciones comerciales se realizan en kilogramos, en toneladas (1000 kg), la cantidad de calor producida por un determinado combustible se expresa no mediante calores de reacción, sino con su poder calorífico. Se llama así a la cantidad de calor producida por la combustión de 1 kg de combustible.
Los más utilizados son el carbón de leña (carbono con impurezas principalmente minerales: cenizas), los carbones fósiles (antracita, hulla, lignito y turba), que provienen de transformaciones milenarias de troncos de árboles que vivieron en épocas geológicas remotas, y la leña. Esta última proviene de distintas especies de árboles que al arder libera de 3800 a 5.000 Kilocalorías por kilogramo (Kcal/kg). La leña está compuesta principalmente por hidratos de carbono (celulosa, hemicelulosa, lignina), es un combustible heterogéneo muy complejo, Al arder parte se volatiliza y parte se quema como carbono fijo (que es el que forma la brasa). La parte volátil de la leña es la que contiene la mayor parte de las calorías (más del 60%). Esta parte volátil, que se desprende durante la combustión de la leña está compuesta por hidrógeno, metano, metanol, hidrocarburos, óxido y dióxido de carbono, etc. La temperatura de combustión de esos gases van desde los 360°C para el metanol hasta los 620°C para el monóxido de carbono.
Otra utilidad del calor de reacción es que se puede usar para saber las propiedades de los alimentos, como por ejemplo, la cantidad de calorías que estás pueden contener, las cuales las podemos calcular mediante las entalpías de formación, con eso se puede hacer un mejor control de la cantidad de calorías que consumimos a diario para poder llevar una dieta balanceada.
BIBLIOGRAFIA
http://www.productosnuke.com.ar/ecologia-la-lena-como-combustible/
http://www.revolucionesindustriales.com/maquinasindustriales/quimica/combustibles