La termodinamica
Universidad Bicentenaria de Aragua Por Yureski Omaña
Tablade contenidos
¿Quéeslatermodinámica?
Electrolisis
Procesosdeoxidoreducción
Celdaselectrolíticas
Reaccionesdemediacelda
Reacciones(Oxidoreducción,exotérmicasyendotérmicas)
Caloresdereacciónytransferenciadecalor
EntalpiayLeydeHess
Entropía
Energíalibre
Reaccionesespontaneas
Aplicacionesdeelectroquímica
LeyesdeFaraday
¿Quéeslaenergíarenovable?
EnergíarenovableEólica
EnergíarenovableSolar
EnergíarenovableGeotérmica
Introduccion
Latermodinámicaesunaramadelafísicaqueseencargadel estudiodelatransferenciadecalorydelaenergíaenlos procesosfísicosyquímicos.Dentrodelatermodinámicase encuentranprocesoscomolaelectrolisisylosprocesosde óxido-reducciónquetienenlugarenlasceldaselectrolíticas.La transferenciadecalortambiénesunaspectoimportanteenla termodinámica,yaquenospermiteentenderelflujode energíaenlosdiferentesprocesosquetienenlugarenlos sistemasfísicosyquímicos.Porotrolado,laentalpíaylaleyde Hesssonherramientasútilesparaentenderlaenergía involucradaenloscambiosquímicosylaenergíanecesaria parallevaracaboestosprocesos.Encuantoalasenergías renovables,estasseestudiandentrodelmarcodela termodinámica,yaquepermitenentendercómosepuede aprovecharlaenergíademanerasostenibleyeficiente.Las energíasrenovables,comolasolar,laeólicaylageotérmica, sonunaalternativaimportantealoscombustiblesfósilesy tienenunpapelfundamentalenlatransiciónhaciauna economíamássostenibleyrespetuosaconelmedioambiente.
¿Quéesla termodinámica?
La Termoquímica es una rama de la termodinámica que se dedica al estudio de los intercambios de energía producidos en el marco de una reacción química y que permite analizar la relación entre la energía y las reacciones químicas. La termoquímica se encarga de estudiar los cambios de calor que se desprenden o absorben durante una reacción química y cómo afectan al equilibrio de la reacción
Electrolisis
La electrólisis es un proceso químico que utiliza corriente eléctrica para separar los elementos de un compuesto. En una solución conductora, la corriente eléctrica puede hacer que los iones se muevan hacia los electrodos y se produzcan reacciones químicas en los electrodos. La electrólisis se utiliza en muchos procesos industriales, desde la producción de metales hasta la extracción de sustancias químicas. También se utiliza en la producción de cloro y otras sustancias químicas a través de la electrolisis de soluciones salinas.
Procesodeoxido reduccion
El proceso de óxido reducción, también conocido como proceso redox, es una reacción química en la que ocurre una transferencia de electrones entre las especies químicas que reaccionan. Durante la oxidación, una especie química pierde electrones mientras que en la reducción, una especie química gana electrones. Las reacciones redox son importantes en muchos procesos químicos y bioquímicos, como la respiración celular en los organismos vivos y la producción de energía eléctrica en las baterías.
Celdas
electrolíticas
Lasceldaselectrolíticassondispositivos queutilizanunafuentedecorriente eléctricaparainducirunareacción químicanoespontáneaqueocurreenla
Reaccionesdemedia celda
Lasreaccionesdemediaceldasonlas semirreaccionesqueocurrenencada electrododelaceldayquepuedenserde oxidaciónoreducción
Reacciones(oxidoreducción,exotérmicasy endotérmicas)
Las reacciones de óxido-reducción son aquellas en las que se produce una transferencia de electrones entre las especies químicas que reaccionan 3.
Las reacciones exotérmicas liberan energía en forma de calor, mientras que las reacciones endotérmicas absorben energía en forma de calor.
celda
y
Caloresdereacción Transferenciade calor
Los calores de reacción y la transferencia de calor son conceptos importantes en la termoquímica y se refieren a la cantidad de energía térmica que se transfiere en una reacción química. El calor de reacción es la cantidad de energía térmica que se absorbe o libera durante una reacción química, mientras que la transferencia de calor se refiere a la cantidad de energía térmica que fluye de un objeto a otro debido a una diferencia de temperatura. En una reacción química, la transferencia de calor y el calor de reacción están relacionados y pueden ser medidos mediante calorimetría.
La entalpía es una función termodinámica que representa la cantidad total de energía de un sistema termodinámico que incluye la energía interna y cualquier energía adicional que puede ser transferida de un sistema a otro en forma de calor
Entalpia LeydeHess
La Ley de Hess es una ley termodinámica que establece que el cambio de entalpía en una reacción química se mantiene constante independientemente de la ruta que se tome para la reacción . La Ley de Hess se utiliza a menudo para calcular el cambio de entalpía en una reacción química indirectamente mediante el uso de reacciones químicas más sencillas cuyo cambio de entalpía se conoce.
Entropía
La entropía es una medida de la cantidad de desorden o aleatoriedad en un sistema termodinámico.
Energía libre
La energía libre es una medida de la cantidad de energía que está disponible para hacer un trabajo en un sistema termodinámico y se utiliza para determinar si una reacción química es espontánea o no
Reacciones espontaneas
Una reacción espontánea es aquella que ocurre naturalmente sin necesidad de una entrada de energía externa.
Aplicacionesde laelectroquímica
La electroquímica tiene varias aplicaciones importantes tanto en la naturaleza como en la industria. Algunas aplicaciones comunes incluyen:
Tratamiento de aguas residuales mediante tecnología electroquímica. Electrodeposición o recuperación/eliminación de metales pesados.
Generación de energía química en pilas y baterías.
Corrosión y protección de metales. Análisis electroquímico para la determinación de concentraciones de moléculas específicas
Leyes de Faraday
1.
2.
La Leyes de Faraday, formuladas por el científico británico Michael Faraday en la década de 1830, describen el fenómeno de la inducción electromagnética y sus efectos sobre la carga eléctrica y el campo magnético. Las leyes de Faraday establecen que: La magnitud de la Fuerza Electromotriz (FEM) inducida en un circuito cerrado es directamente proporcional a la velocidad de cambio del flujo magnético que lo atraviesa. La dirección de la corriente inducida en un circuito cerrado es tal que produce un campo magnético que se opone al cambio del campo magnético original que la produjo (Ley de Lenz).
Las leyes de Faraday son fundamentales en la comprensión de la generación de electricidad y la inducción electromagnética, y son aplicables en campos como la electrónica, la generación de energía, la transmisión de datos, entre otros.
¿Queesla Energia Renovable?
La energía renovable es aquella que se obtiene de fuentes naturales y son inagotables o con capacidad de renovación, como el sol, el viento, el agua o la biomasa. Se diferencian de las fuentes de energía convencionales, como los combustibles fósiles, porque son limpias y no emiten gases de efecto invernadero ni otros contaminantes. La energía renovable juega un papel importante en la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía más sostenible.
EnergiaRenovable: Eolica
La energía eólica renovable es la energía eléctrica producida a partir de la fuerza del viento que se obtiene mediante aerogeneradores, que transforman la energía cinética del viento en energía eléctrica. Es una fuente de energía renovable, limpia y sostenible que no emite gases contaminantes a la atmósfera y contribuye a reducir las emisiones de CO2, lo que la convierte en una alternativa importante a los combustibles fósiles para la producción de energía eléctrica. Además, la energía eólica es un recurso inagotable que está disponible en todo el mundo, lo que la hace especialmente útil para la generación de electricidad en lugares remotos o rurales. La energía eólica también es una forma de energía descentralizada, lo que significa que puede ser generada en pequeñas instalaciones en lugares donde no hay acceso a la red eléctrica, lo que la hace especialmente útil para comunidades remotas o rurales.
EnergiaRenovable: Solar
La energía solar renovable es una de las fuentes de energía más limpias y sostenibles que existen en la actualidad. La radiación solar es abundante y gratuita, por lo que la utilización de esta energía no emite gases de efecto invernadero ni otros contaminantes, lo que la convierte en una fuente de energía muy valiosa para la lucha contra el cambio climático y la transición hacia una economía más sostenible. Además, los paneles solares que se utilizan para aprovechar esta energía son cada vez más económicos y eficientes, lo que ha permitido una mayor adopción de esta tecnología en todo el mundo. La energía solar renovable también es una fuente de energía descentralizada, es decir, puede ser generada en pequeñas instalaciones en lugares donde no hay acceso a la red eléctrica. Esto la hace especialmente útil para comunidades remotas o rurales. La energía solar es una solución real y accesible para proveer a las personas de energía más limpia y segura en todo el mundo.
EnergiaRenovable: Geotermica
Laenergíageotérmicarenovableeslaenergíaqueseobtiene delcalorinternodelaTierra12,aprovechandolaenergía térmicaqueseencuentraalmacenadaenlasrocasyfluidos delsubsuelo.Esunafuentedeenergíarenovableysostenible quenoemitegasescontaminantesalaatmósfera,loquela convierteenunaalternativaimportantealoscombustibles fósilesparalaproduccióndeenergíaeléctrica3.Además,la energíageotérmicaesunafuentedeenergíaestabley continua43,queestádisponiblelas24horasdeldíalos365 díasdelaño.Tambiénesunaformadeenergía descentralizada,loquesignificaquepuedesergeneradaen pequeñasinstalacionesenlugaresdondenohayaccesoala redeléctrica.Enresumen,laenergíageotérmicarenovable esunaalternativaimportanteyprometedoraparala produccióndeenergíalimpiaysostenible.
Conclusion
Latermodinámicaesunacienciafundamentalquenospermite entendercómofluyelaenergíadentrodelossistemasfísicosy químicos.Laelectrolisisesunprocesoelectroquímicoquenos permitedescomponerunasustanciaensuscomponentes utilizandounacorrienteeléctrica.Esteprocesonosayudaa entenderlarelaciónentrelaenergíaylaelectricidad,ytiene importantesaplicacionesenlaproduccióndehidrógenoyen otrasáreasdelaingenieríaquímica.Laentropíaylaenergía libresonherramientasimportantesparaentenderla espontaneidaddelasreaccionesquímicasynosayudana predecirsiunareacciónoprocesoseráenergéticamente favorableono.Laelectroquímicatienenumerosasaplicaciones, desdelaproduccióndeenergíaenlasbaterías,hastalacaptura yalmacenamientodeenergíarenovablecomolasolarolaeólica. LasleyesdeFaradaynospermitenentenderlarelaciónentrela energíaeléctricaylaenergíaquímica,ysonfundamentalespara entenderlaelectroquímicaylaelectrolisis.Enresumen,la termodinámicaylaelectroquímicasoncienciasfundamentales quetienenimportantesaplicacionesenunamplioespectrode campos,desdelaenergíarenovablehastalaproducciónde materialesyproductosquímicos.
