programa - Universidad Industrial de Santander

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER – ESCUELA DE QUÍMICA
Curso: Fisicoquímica I
Profesor: Enrique Mejía Ospino
Objetivos
Reconocer los principios básicos de la termodinámica y sus aplicaciones en la caracterización de
un sistema fisicoquímico.
Parte I. Introducción a los conceptos termodinámicos.
Sistema termodinámico, clases de sistemas, fronteras de un sistema, variables que definen un
sistema, fronteras y tipos de frontera, procesos termodinámicos, el estado termodinámico,
procesos termodinámicos, función de estado. Energía interna, capacidades caloríficas, trabajo y
calor.
Parte II. Gases ideales (Sistema Termodinámico más simple)
Por que el gas ideal, modelo físico y restricciones del modelo una aproximación a los sistemas
reales. Desarrollo del modelo. Leyes empíricas: Ley de Boyle, Ley de Gay-Lussac, Ley de
Dalton, Ley de Avogadro, Ecuación de estado del Gas Ideal y el significado de la constante de los
gases “R”. Superficies de estado y cambios de estado sobre una superficie. Ley de Distribución
Barométrica (Columnas hidrostáticas y gaseosas, el problema del montañista y de los globos).
Parte III. Teoría cinética molecular de los Gases
Modelo físico, leyes de Newton, choques entre partículas, concepto de presión, desarrollo del
modelo matemático, funciones discretas y continuas, valor promedio, normalización de una
función, funciones de distribución, F.D. de velocidades, superficies de distribución, significado
físico de la distribución de velocidades, leyes de distribución de Maxwell y Maxwell-Boltzmann,
concepto y significado físico de temperatura. Colisiones intermoleculares y recorrido libre medio.
Ley de efusión de Grahann
Parte IV. Gases reales
Errores del modelo del gas ideal y correcciones al modelo, ecuación de van der Walls, el
significado de a y b. Ecuación de Berthelot y Dieterici. Ecuación del virial. El Estado Crítico,
equilibrio de fases, el punto crítico y las variables críticas que definen al sistema termodinámico,
variables reducidas y ley de los Estados Correspondientes. Significado del primer y segundo
coeficientes del virial. El factor de compresibilidad Z y comportamiento no ideal. La temperatura
de Boyle, gráficos P vs. PV. Variables termométricas, el termómetro de gas ideal, como calcular
la temperatura a partir de la medición de una variable termométrica, esquema matemático.
Parte V. Termoquímica
Energía, sus manifestaciones y transformaciones. Procesos químicos y los cambios de energía.
Concepto de espontaneidad, energía de activación y tendencia natural de los procesos. Concepto
de entalpía, fenómenos químicos que se pueden analizar mediante el cambio de entalpía.
Sistemas cristalinos.
Entalpías de reacción, el problema del cambio de temperatura. La ley de Hess. Calorimetría a
presión o volumen constantes, las capacidades caloríficas.
Parte VI. Primera Ley de la Termodinámica
Aspectos clásicos, Concepto de trabajo P-V, Calor, Entalpía, Capacidades caloríficas,
experimentos de Joule y Joule-Thomson, Gases perfectos y cambios de estados analizados
utilizando la primera ley, funciones de estados analizadas con base en la primera ley
Parte VII. Segunda Ley de la Termodinámica
Segunda ley de la termodinámica, concepto de entropía, cambio de entropía en sistemas
termodinámicos, reversibilidad e irreversibilidad.
Evaluación del curso
Evaluaciones: Tres previos con un valor del 20% cada uno
Talleres: 20%
Lecturas: 20 %; el trabajo en clase puede incluir quices.
Bibliografía.
Fisicoquímica. Castellan, Addison Wesley
Fisicoquímica. Levine, N. I., Mc. Graw Hill
Fisicoquímica. Atkins P., Paula J. de, Addison Wesley
Fisicoquímica, Laidler y Meiser, CECSA
Principios de Termodinámica, Kaufman M. Marcel Dekker