Grado 11
  1. Conceptos básicos de química  1.1. Importancia de la Química  1.2. Naturaleza y alcance de la química  1.3. leyes de la combinación química  1.3.1. Ley de conservación de la masa  1.3.2. La ley de las proporciones definidas  1.3.3. Ley de las proporciones múltiples  1.3.4. Ley de los volúmenes de gases  1.3.5. Ley de Avogadro  1.4. La teoría atómica de Dalton  1.5. Concepto de mol y masa molar  1.6. Composición porcentual  1.7. Fórmula empírica y molecular  1.8. Estequiometría y Cálculos Estequiométricos  1.9. Concepto de reactivo limitante
  2. Estructura del átomo  2.1. Descubrimiento del electrón, protón y neutrón  2.2. Modelo Atómico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. El modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecánico cuántico del átomo  2.4. Doble naturaleza de la materia y la radiación  2.5. El principio de incertidumbre de Heisenberg  2.6. Numeros cuánticos  2.7. Orbitales atómicos y sus formas  2.8. Configuración electrónica de los elementos  2.9. Aufbau principle  2.10. El principio de exclusión de Pauli  2.11. Regla de máxima multiplicidad de Hund  2.12. La hipótesis de De Broglie  2.13. Efecto fotoeléctrico
  3. Clasificación de elementos y periodicidad en propiedades  3.1. Desarrollo histórico de la tabla periódica  3.2. Ley Periódica Moderna y Tabla Periódica  3.3. Tendencias periódicas en propiedades  3.3.1. Radio Atómico e Iónico  3.3.2. Entalpía de ionización  3.3.3. Entalpía de ganancia de electrones  3.3.4. Electronegatividad  3.3.5. Valencia  3.3.6. Propiedades Metálicas y No Metálicas  3.3.7. Estados de oxidación  3.4. Propiedades Inusuales de los Primeros Elementos
  4. Enlace Químico y Estructura Molecular  4.1. Enfoque de Kossel-Lewis sobre el enlace químico  4.2. Enlace iónico o electrovalente  4.3. Enlace covalente y sus características  4.4. Parámetros de enlace  4.5. Teoría VSEPR  4.6. Teoría del enlace de valencia  4.7. Hibridación y sus tipos  4.8. Teoría del orbital molecular  4.8.1. Orden de enlace y estabilidad  4.9. Enlace de hidrógeno
  5. Estados de la materia  5.1. Fuerzas intermoleculares  5.2. Leyes de los gases  5.2.1. La ley de Boyle  5.2.2. La ley de Charles  5.2.3. La Ley de Avogadro  5.2.4. La ley de Dalton de las presiones parciales  5.2.5. La ley de difusión de Graham  5.3. Ecuación del Gas Ideal y Aplicaciones  5.4. Gases reales y desviaciones del comportamiento ideal  5.5. Teoría cinética molecular de los gases  5.6. Licuefacción de gases  5.7. Propiedades de los líquidos  5.8. Tensión superficial y viscosidad
  6. Thermodynamics  6.1. Sistema y entorno  6.2. Tipos de sistemas en termodinámica  6.3. Types of procedures  6.4. Primera ley de la termodinámica  6.5. Energía interna y entalpía  6.6. Capacidad calorífica y calor específico  6.7. La ley de Hess de la suma constante de calor  6.8. Entalpía de disociación de enlace  6.9. Entalpía de formación y combustión  6.10. Entalpía de disolución y neutralización  6.11. Espontaneidad y la segunda ley de la termodinámica  6.12. Energía libre de Gibbs y sus aplicaciones
  7. Equilibrio  7.1. El concepto de equilibrio  7.2. Constante de equilibrio y sus aplicaciones  7.3. El principio de Le Chatelier  7.4. Equilibrio iónico en soluciones  7.5. Teoría de Ácidos y Bases  7.5.1. Concepto de Arrhenius  7.5.2. Concepto de Bronsted-Lowry  7.5.3. Concepto de Lewis  7.6. Escala de pH y pOH  7.7. Common ion effect  7.8. Hidrólisis de sales  7.9. Sistemas tampón y su mecanismo de acción  7.10. Equilibrio de solubilidad de sales poco solubles
  8. Reacciones Redox  8.1. Oxidation and reduction concepts  8.2. Número de oxidación y sus aplicaciones  8.3. Reacciones Redox en términos de transferencia de electrones  8.4. Balanceando reacciones redox (métodos de número de oxidación y ion-electrón)  8.5. Tipos de reacciones redox  8.6. Celdas Electroquímicas y Reacciones Redox
  9. Hidrógeno  9.1. Posición del Hidrógeno en la Tabla Periódica  9.2. Isótopos de hidrógeno  9.3. Preparación de Hidrógeno  9.4. Propiedades del Hidrógeno  9.5. Hidruros y su clasificación  9.6. Agua y agua pesada  9.7. El peróxido de hidrógeno y sus propiedades  9.8. Usos del hidrógeno y sus compuestos
  10. Elementos del bloque s (metales alcalinos y alcalinotérreos)  10.1. Elementos del Grupo 1 - Propiedades y Tendencias  10.2. Elementos del Grupo 2 - Propiedades y Tendencias  10.3. Propiedades inusuales del litio y berilio  10.4. Compuestos importantes del sodio y sus usos  10.5. Compuestos importantes de magnesio y calcio
  11. Algunos elementos del bloque p  11.1. Introducción General a los Elementos del Bloque p  11.2. Elementos del Grupo 13  11.2.1. Boro y sus compuestos  11.3. Elementos del Grupo 14  11.3.1. El carbono y sus alótropos  11.3.2. Compuestos Importantes de Carbono y Silicio
  12. Química Orgánica - Algunos Principios y Técnicas Básicas  12.1. Clasificación y Nomenclatura de Compuestos Orgánicos  12.2. Representación estructural de compuestos orgánicos  12.3. Clasificación de reacciones orgánicas  12.4. Efectos Electrónicos en Química Orgánica  12.4.1. Efecto inductivo  12.4.2. Efecto de resonancia  12.4.3. Hiperconjugación  12.5. Mecanismo de reacción y especies intermedias  12.6. Purificación y análisis cualitativo de compuestos orgánicos
  13. Hidrocarburos  13.1. Hidrocarburos  13.1.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2. Alqueno  13.2.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2.2. Reacciones de adición electrofílica  13.3. Alquinos  13.3.1. Preparación y Propiedades de Los Alquinos  13.4. Hidrocarburos aromáticos  13.4.1. Estructura y propiedades del benceno  13.4.2. Reacciones de sustitución electrofílica del benceno
  14. Química Ambiental  14.1. Contaminación Ambiental  14.2. Contaminación atmosférica y el efecto invernadero  14.3. Contaminación del agua y métodos de tratamiento  14.4. Contaminación del suelo y sus efectos  14.5. Residuos industriales y su tratamiento  14.6. Estrategias para el control de la contaminación

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Tipos de sistemas en termodinámica


La termodinámica es una rama de la física que trata del calor y la temperatura, y su relación con la energía, el trabajo, la radiación y las propiedades de la materia. Los principios de la termodinámica se aplican en todas partes de nuestra vida diaria, desde sistemas de refrigeración y acondicionamiento de aire hasta los motores de los automóviles. Para entender la termodinámica, primero se debe comprender los diferentes tipos de sistemas involucrados en el estudio. Un sistema en termodinámica se refiere a la parte del universo que se está estudiando, mientras que todo lo que está fuera del sistema es su entorno.

Visión general de los sistemas termodinámicos

En termodinámica, un sistema se define por una cierta cantidad de materia o una región en el espacio bajo observación. Un sistema puede clasificarse de tres maneras principales en función del intercambio de energía y masa entre el sistema y su entorno: sistema aislado, sistema cerrado y sistema abierto.

Sistema aislado

Un sistema aislado es aquel en el que ni la masa ni la energía están permitidos cruzar el límite. Está completamente aislado de su entorno. Piénsalo como un frasco completamente sellado y aislado donde no puede fluir calor ni entrar ni salir, y no se puede añadir ni quitar materia. Este sistema es una idealización, ya que no existen sistemas aislados perfectos, pero es un modelo útil para comprender los principios fundamentales de la termodinámica. 

      Ejemplo: Una botella termo o un sistema solar idealizado.
sistema aislado Sin intercambio de calor o materia

Sistema cerrado

Un sistema cerrado es un tipo donde el sistema puede intercambiar energía (como calor o trabajo), pero no masa, con su entorno. Esto significa que la cantidad de material en el sistema permanece igual, pero el sistema puede calentarse o enfriarse dependiendo de las condiciones externas. Un ejemplo común de un sistema cerrado es una olla con una tapa. El calor se puede transferir dentro y fuera de la olla, pero no se escapa vapor cuando la tapa está asegurada. 

      Ejemplo: Una olla a presión durante la cocción.
Sistema cerrado intercambio solo de calor

Sistema abierto

Un sistema abierto es aquel en el que tanto la energía como la masa pueden intercambiarse con el entorno. Es el tipo de sistema más común que se encuentra en la naturaleza. La mayoría de los organismos vivos, así como muchos sistemas diseñados, son sistemas abiertos. En un sistema abierto, la materia se puede transferir hacia o desde el sistema, y la energía se puede añadir o perder del sistema. 

      Ejemplo: Agua hirviendo en una olla destapada.
sistema abierto Intercambio colectivo intercambio de calor

Límite del sistema y entorno

El límite de un sistema termodinámico es importante porque define las fronteras del sistema. El límite puede ser real o imaginario y móvil o fijo. Los alrededores son todo lo que se encuentra fuera del límite, y las interacciones entre el sistema y su entorno son la base de los estudios de termodinámica. Cada tipo de sistema tiene sus propias propiedades de límite únicas, que determinan la dirección del flujo de energía.

Ejemplos en la vida cotidiana

Para comprender mejor los sistemas termodinámicos, veamos algunos ejemplos de la vida real:

1. Refrigerador

Un refrigerador es un gran ejemplo de un sistema cerrado. Los límites de un refrigerador permiten que el calor se transfiera fuera del sistema, manteniendo el interior fresco, pero la masa dentro (por ejemplo, alimentos, bebidas) permanece inmóvil a menos que se añada o retire manualmente.

2. Motor de automóvil

El motor de un automóvil funciona como un sistema abierto. Se añade y quema combustible, lo que produce energía térmica que mueve el automóvil. El motor acepta la entrada de aire y combustible, y emite calor y gases de escape.

3. Botella termo

Una botella termo está diseñada para mantener la temperatura de su contenido con el tiempo, sin ninguna transferencia de calor ni materia, lo que la convierte en un ejemplo perfecto de un sistema aislado, aunque no es perfecto, ya que puede ocurrir alguna transferencia de calor con el tiempo.

Procesos termodinámicos

La termodinámica también estudia los procesos por los que pasan los sistemas que involucren cambios en temperatura, energía y materia. Estos incluyen:

Proceso isotérmico

Un proceso isotérmico es aquel en el que la temperatura del sistema permanece constante. En tal proceso, si el sistema está en un estado abierto, puede intercambiar masa con el entorno, pero los cambios en temperatura, presión, y volumen corresponden a la ecuación: 

      P1 * V1 = P2 * V2

Proceso adiabático

Los procesos adiabáticos ocurren sin ningún intercambio de calor entre el sistema y su entorno. Tales procesos son importantes en sistemas cerrados y se pueden expresar de la siguiente manera: 

      PV^𝛾 = constante

Conclusión

En resumen, entender los tipos de sistemas termodinámicos es primordial en el estudio de la termodinámica. Los sistemas aislados, cerrados y abiertos, cada uno tiene sus propias características y aplicaciones únicas en el mundo real. Comprender las diferencias puede ayudar a entender cómo los sistemas interactúan con su entorno, sufren cambios y realizan trabajo. La termodinámica no es solo un concepto teórico, sino un aspecto práctico de muchas industrias y fenómenos naturales.


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Tipos de sistemas en termodinámica

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