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BLOQUE 1 – INTRODUCCIÓN A LA TERMODINÁMICA

1.1. Introducción

• ¿Qué es la termodinámica?
  • Definición de termodinámica
  • Definición de partícula
  • Tres niveles en termodinámica
  • ¿Para qué sirve la termodinámica?
• ¿Qué es el calor?
  • 4 interacciones fundamentales
  • Tipos de enlace

• Temperatura y energía térmica
• Equilibrio termodinámico
  • Equilibrio mecánico
  • Equilibrio térmico
  • Equilibrio químico
  • Principio de Le Chatelier

• ¿Qué es un sistema?
  • Sistemas termodinámicos
  • Sistemas homogéneos
  • Tipos de sistemas
• Partículas, masas y n° de moles
  • Partícula y masa
  • Partícula y moles
  • Variables extensivas e intensivas
  • Amedeo Avogadro
• Masa molar y volumen
• Cuestionario 00

1.2. El primer principio

• Energía interna
  
  • Energía interna
    
  • Intercambio de energía, trabajo y calor
• Efecto Joule
  
• Principio cero
• Primer principio
• Estados
  • Variables de estado (funciones)
  • Fases condensadas y gaseosas
  • Ecuaciones de estado

• Cuestionario 01

• Capacidad térmica y calor específico
  
• Sustancias monoatómicas y diatómicas
• Calor específico de gases
• C_v del H₂
  
• Caloría
• Teoría cinética de los gases
• Ecuación energética de estado
• Combinación del primer principio con las ecuaciones de estado
  • Primer principio + ecuaciones de estado
  • Algunas posibilidades
    

• Cuestionario 02

1.3. El segundo principio

• Insuficiencia del primer principio
  • Insuficiencia del primer principio
    
  • Necesidad del segundo principio
    
• Máquinas térmicas
  • Máquina frigorífica
  • Generación de electricidad en centrales térmicas y nucleares
  • Motor de combustión interna
• Ciclo de Carnot
  • Ciclo de Carnot
  • Fases del ciclo de Carnot
    
• Expansión libre de Joule-Thomson

• Entropía
  • Entropía
    
  • Transferencia de entropía
  • Variación total de entropía

• Procesos reversibles e irreversibles
  • Procesos reversibles e irreversibles
  • Características reversibles
  • Características irreversibles
  • Ejemplo de proceso irreversible
• Sistemas unicomponente
  • Fases
  • Sistemas unicomponente homogéneos y heterogéneos
  • Sistemas homogéneos

• Transformaciones reversibles de un gas ideal
  • Isocórica
  • Isobárica
  • Isotérmica
    
  • Adiabática
  • Tabla resumen
    

• Cuestionario 03

• Clausius
  • Igualdad de Clausius
  • Desigualdad de Clausius
  • Teorema de Clausius
• Cálculo de variaciones de entropía
  • Cálculo de variaciones de entropía
  • Isocórica
  • Isobárica
  • Isotérmica
  • Adiabática
• Producción de entropía

• Cuestionario 04

1.4. Combinación del primer y segundo principio

• Combinación del primer y segundo principio
  
• Entropía de un gas ideal
  • Ecuación entrópica de estado
  • Variables y ecuación de estado
  • Transformación adiabática reversible
• El tercer principio

1.5. Potenciales termodinámicos

• Entropía como potencial termodinámico
  
• Potenciales termodinámicos
  
  • Entropía como potencial termodinámico
  • Entalpía
  • Energía libre de Hemholtz
  • Entalpía libre (energía libre) de Gibbs
• Coeficientes
  • Coeficientes
  • Coeficientes de dilatación térmica cúbica isobárica
  • Coeficientes de comprensibilidad isotérmica
• Cuestionario 06
  

1.6 Árboles de derivación

• Árboles de derivación
  
• Derivadas parciales
  • General
  • Ejemplo
    
• Árboles de derivación
  • Primario Helmholtz
  • Primario Gibbs
  • Secundario
  • Secundario de Gibbs
    
  • Secundario de Helmholtz
• Obtención de potenciales a partir de g
  • \( \nu\(, \( \beta \(  y \( \kappa \)
  • s, h, f y u
• Relación entre calores específicos
  
• Cuestionario 07
• Cuestionario 08
  

1.7. Fugacidad

• Fugacidad
  
• Potencial químico
• Cuestionario 09
  

1.8. Ejercicios de repaso

BLOQUE 2 – CAMBIOS DE FASE

2.1. Condiciones de equilibrio en sistemas unicomponente abiertos

• Equilibrio
  • Tipos de equilibrio
  • Equilibrio térmico
  • Equilibrio mecánico
  • Equilibrio químico
  • Estabilidad
  • Ley de Le Chatelier
  • Formulación elemental del equilibrio
• Principio de aislamiento

• Sistemas homogéneos 
  • Sistema homogéneo unicomponente abierto
  • Potencial químico
• Sistemas heterogéneos
  • Cambios de fase
  • Equilibrio de dos fases
  • Equilibrio y estabilidad
  • Dominios de estabilidad de fases

2.2. Cambios de fase en sistemas unicomponente

• Superficies de potencial químico
  • S
  • S-l
  • S-l-g
• Envolventes
  • Envolvente inferior
  • Envolvente inferior y diagrama T-p
• Diagramas T-P
  • Curvas de equilibrio
  • Presión de vapor
  • Puntos de equilibrio
  • Punto triple
  • Punto crítico
  • Punto triple del agua
  • Distintos diagramas de una misma sustancia

• Líneas de potencial químico 
  • Lineas de potencial químico
  • p=cte
  • T=cte
• Fenomenología de los cambios de fase
  • Calor de transformación
  • Discontinuidades de transición
  • Entropía de transformación
• Cuestionario 11
• Cuestionario 12

2.3. Ecuaciones de Clausius-Clapeyron y curvas de equilibrio

• Ecuaciones de Clausius-Clapeyron
• Curvas de presión de vapor
  • Curvas de presión de vapor
  • Ejemplo
• Curvas de equilibrio de fases condensadas
  • Fases condensadas
  • Curva de equilibrio S-L del agua
  • Estimación punto triple
  • Ejemplo: Cobre
• Cuestionario 13
• Cuestionario 14
• Cuestionario 15

2.4. Ejercicios de repaso

• Ejercicios adicionales

BLOQUE 3 - MEZCLAS

3.1. Introducción a las mezclas

• Valor de mezclado
• Mezcla de gases ideales
  • Volumen
  • Energía interna y entalpía
  • Entropía
  • Energía libre de Gibbs

3.2. Valores parciales molares

• Combinación del primer y segundo principio en una mezcla
  • Energía interna y potenciales químicos
  • Otros potenciales termodinámicos
• Estructura de los potenciales termodinámicos
  • Homogeneidad
  • Derivación de los potenciales termodinámicos
  • Valores parciales molares
  • Valores de mezclado
• Cuestionario 16

3.3. Relaciones termodinámicas entre v.p.m. y disoluciones ideales reales y diluidas

3.3. Relaciones termodinámicas entre v.p.m. y disoluciones ideales reales y diluidas

• Relaciones termodinámicas entre v.p.m
  • De la función de Gibbs a otros potenciales termodinámicos
  • Valores de mezclado en una mezcla de gases ideales
  • Valores parciales molares en una mezcla de gases ideales
  • Cálculo de valores parciales molares en mezclas binarias
• Disoluciones homogéneas
  • Disoluciones ideales
  • Actividad y coeficiente de actividad
  • Disoluciones diluidas ideales

• Cuestionario 17
• Cuestionario 18

3.4. Igualdad de Gibbs Duhem

• Igualdad de Gibbs-Duhem
• Cálculo de actividad
• Cálculo de coeficiente de actividad

• Cuestionario 19

3.5. Modelos avanzados de disoluciones

• Modelos avanzados de disoluciones

3.6. Condiciones para el equilibrio de fases y regla de las fases

• Condición para el equilibrio de fases
• Regla de las fases
• Ejemplos
• Mezclas binarias bifásicas

3.7. Equilibrio liquido-vapor de mezclas binarias

• Soluto no volátil
  • Líquido+Gas
  • Ejercicio
• Dos líquidos miscibles volátiles
  • Dos líquidos volátiles
  • Diagramas de fases presión composición
  • Diagramas de fases temperatura composición
  • Regla de la palanca

• Cuestionario 20
• Cuestionario 21
• Cuestionario 22

3.8. Equilibrio y estabilidad: diagramas g-x

• Una fase
  • Curva g-x
  • Estabilidad
• Dos fases
  • Curva g-x
  • Solubilidad parcial

• Cuestionario 23

3.9. Equilibrio de fases condensadas

• Partición de un soluto entre dos fases líquidas
  • Mezclas binarias fásicas
  • Partición de un soluto
  • Fases condensadas
• Componentes inmiscibles en fase sólida
  • Inmiscible fase solida
  • Punto eutéctico
  • Totalmente miscibles en fase solida

• Cuestionario 24

3.10. Ejercicios de repaso

• Ejercicio adicional