Primer Principio de la Termodinámica
El primer principio establece que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Esta ley fundamental nos permite calcular los cambios energéticos en diferentes tipos de procesos químicos.
En los procesos isocoros (volumen constante), toda la energía se invierte en cambiar la temperatura, por lo que ΔU = Qv. Los procesos isobáricos (presión constante) son los más comunes en el laboratorio, donde trabajamos con la entalpía ΔH=Qr.
Los procesos isotérmicos mantienen la temperatura constante, mientras que en los adiabáticos no hay intercambio de calor con el exterior. Cada proceso tiene sus propias ecuaciones que debes memorizar para resolver problemas correctamente.
💡 Truco clave: En procesos isocoros usa ΔU, en procesos isobáricos usa ΔH. ¡Así de simple!
Entalpía de Formación y Reacción
La entalpía de reacción (ΔHr) nos dice cuánto calor se libera o absorbe cuando ocurre una reacción a presión constante. Para calcularla, usas la Ley de Hess: solo importan los estados inicial y final.
Los elementos en su estado estándar (H₂, O₂, N₂, etc.) tienen ΔHf = 0. Las reacciones endotérmicas absorben energía (ΔH > 0), mientras que las exotérmicas la liberan (ΔH < 0).
La fórmula clave es: ΔHr = Σ Hf(productos) - Σ Hf(reactivos). También puedes calcularlo mediante energías de enlace: romper enlaces requiere energía, formarlos la libera.
Segundo y Tercer Principio
El segundo principio introduce el concepto de entropía (ΔS), que mide el desorden del sistema. Los procesos espontáneos siempre aumentan la entropía total del universo.
La entropía aumenta cuando se forman más moles de gases, cuando las sustancias pasan de sólido a líquido o de líquido a gas, y en procesos de disolución. Es tu indicador del "desorden molecular".
La energía libre de Gibbs (ΔG) combina entalpía y entropía: ΔG = ΔH - TΔS. Si ΔG < 0, la reacción es espontánea; si ΔG > 0, no es espontánea; si ΔG = 0, está en equilibrio.
🎯 Para recordar: ΔG negativo = reacción espontánea. ¡Como rodar cuesta abajo!