Energía Interna y Entalpía

Todo cuerpo material posee una energía interna que se almacena en:
a) vibraciones de atomos y moléculas
b) rotaciones de atomos
c) traslación de moleculas en el caso de liquidos y gases
d) interacciones moleculares
e) transiciones electronicas

Toda esta energía interna (U) puede expresarse o visualizarse en dos formas:
a) Calor
b) Trabajo
Por lo tanto, el cambio de energía interna de un sistema (delta U) = q + w

Si el sistema pierde calor o hace trabajo en el entorno, toma valores negativos porque el sistema pierde energía. Por el contrario, si el sistema recibe calor o se hace un trabajo sobre el sistema, estos valores son positivos porque la energía interna aumenta.

Entalpia

La mayor parte de los procesos en donde hay transferencia de calor ocurre a presión constante (1 atmosfera). Así, el flujo de calor a presión constante se le denomina variación de entalpia (delta H). En un sistema no es posible determinar la entalpia intrinseca, solo la variación de esta en el sistema antes y después de un proceso (delta H).

La entalpía nos sirve para determinar los cambios termicos relacionados con los procesos quimicos o cambios en los estados de agregación. Toda reaccion quimica o cambio de estado sufre intercambios de calor .

Si Delta H (Hf - Hi) es negativo la reacción será exotermica (libera calor), ya que los reactantes tienen más energía que los productos y su diferencia es negativa.
Si Delta H (Hf - Hi) es positivo la reacción será endotermica (necesita calor), ya que los reactantes poseen menor energía que los productos.

Un ejemplo:
a) Para pasar agua líquida a agua gaseosa se necesita aplicar calor y por lo tanto delta H es 44,0 KJ
b) Para pasar de agua gaseosa a agua liquida se libera calor por condensación y presenta un delta H -44 KJ.

Entalpía de formación estandar.

La variación de entalpía de formación de una sustancia es el calor necesario para que ocurra una reacción de formación de 1 mol de sustancia, a partir de sus elementos en sus estados estandar (por ejemplo: 25ºC, 1 atm, O2 (g), Al (s) y metanol (l)).

Ejemplo de reacciones de formación:
C (s) + O2 (g) ------------ CO2 (g) delta Hº = -393,5 KJ/mol

El signo delta Hº se usa cuando los elementos estan en su estado estandar. Para todos los elementos puros en su estado estandar delta Hº=0

Ley de Lavoisier y Laplace: "Cuando un proceso ocurre en una determinada dirección, y bajo ciertas condiciones, es posible que se produzca el proceso contrario. La variación de entalpía para este último caso es la misma, pero de signo contrario" (cumple con la ley de conservación de energía)

A -----B delta H positivo
B ----- A delta H negativo