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Concepto de Equilibrio Termodinámico
Concepto de Equilibrio Termodinámico
Concepto de Equilibrio Termodinámico
Equilibrio termodinmico es cuando todas las propiedades macroscpicas se mantienen sin cambio al pasar el tiempo.
1. Cuando un sistema se encuentra aislado se encuentra en equilibrio si sus propiedades macroscpicas permanecen constantes al pasar el tiempo.
2. Y cuando un sistema no aislado se puede decir que est en equilibrio si se cumplen dos condiciones siguientes: a. Las propiedades macroscpicas del sistema permanecen constantes a lo largo del tiempo.
b. Cuando se suprime el contacto entre el sistema y sus alrededores no hay cambio alguno en las propiedades del sistema.
a. Equilibrio mecnico: Es cuando las fuerzas del interior y las fuerzas que actan sobre el sistema estn equilibradas.
b. Equilibrio de masa: Es cuando no existen reacciones qumicas globales en el sistema, adems no debe haber trasferencia de materia desde una parte del sistema a otra; las concentraciones de las especies qumicas en distintas zonas del sistema son constantes con el tiempo.
El estado de un sistema termodinmico se define especificando el valor de sus propiedades termodinmicas para as poder determinar si el sistema se encuentra en un equilibrio termodinmico.
Para que un sistema se encuentre en equilibrio termodinmico se emplea la segunda ley de la termodinmica la cual habla de la entropa. Esta ley establece que cualquier proceso espontaneo debe ir acompaado de un aumento de la entropa total, esto implica una condicin para el equilibrio ya que un sistema en equilibrio no puede experimentar un cambio espontaneo.
Suponga que un sistema se encuentra en equilibrio en el estado A y un cambio infinitesimal lo lleva al estado B, en donde an se encuentra en equilibrio. El cambo A B no incluye un aumento en la entropa total ya que de lo
contrario el cambio seria espontaneo y el equilibrio no existira en A. por el mismo argumento el cambio B A deben tener las mismas entropas
La posicin de equilibrio debe corresponder a un estado de entropa total mxima ya que la entropa total aumenta en cualquier proceso espontaneo.
Es ms conveniente definir el equilibrio haciendo referencia a cambios que se producen nicamente en el sistema, sin considerar de manera explcita al medio ambiente. Supngase que el sistema y los alrededores se encuentran a la misma temperatura.
Figura 1. Condiciones para el equilibrio qumico: El sistema se desplaza hacia un estado de entropa total mximo.
P.E.
P.E
EQUILIBRIO
Supngase tambin que ocurre un proceso espontaneo en el sistema y que una cantidad de calor dq sale de este y entra a los alrededores puede expresarse como y es igual al cambio de calor en el sistema.
que los alrededores son muy vastos. Como resultado de esto, los alrededores no experimentan cambio de volumen cuando se transfiere calor a ellos y por lo tanto es igual al cambio de energa interna que es funcin de entre los alrededores de todava es igual al aumento de
estado. Por lo tanto no importa que el calor manera reversible o irreversible, el calor energa de los alrededores.
Pero
; entonces:
En la ecuacin 7 se expresa todo en trminos del sistema por lo que ya no se emplear el supra ndice sistema y la ecuacin se expresar as: