La termodinámica (del griego θερμo, termo, que
significa «calor» y
δύναμις, dínamis, que
significa «fuerza») es
la rama de la física que describe los
estados de equilibrio a nivel macroscópico. Constituye
una teoría
fenomenológica, a partir de razonamientos
deductivos, que estudia sistemas reales, sin modelizar y sigue un método
experimental. Los estados de equilibrio son estudiados y
definidos por medio de magnitudes extensivas tales como la energía interna, la entropía, el volumen o la composición molar del sistema, o
por medio de magnitudes no-extensivas derivadas de las anteriores como la temperatura, presión y el potencial
químico; otras magnitudes tales como la emanación, la fuerza
electromotriz y las asociadas con la mecánica de los medios continuos en general también
pueden ser tratadas por medio de la termodinámica.
Entalpía: (del griego ἐνθάλπω [enthálpō], ‘agregar calor’;
formado por ἐν [en], ‘en’ y θάλπω [thálpō], ‘calentar’) es una magnitud termodinámica,
simbolizada con la letra H mayúscula,
cuya variación expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, es decir, la
cantidad de energía que un sistema intercambia con su entorno.
En
la historia de la termodinámica se han utilizado distintos términos para
denotar lo que hoy conocemos como entalpía de un sistema. Originalmente se
pensó que la palabra «entalpía» fue creada por Émile
Clapeyron y Rudolf
Clausius a través de
la publicación de la relación de Clausius-Clapeyron en The Mollier Steam Tables and
Diagrams de 1827, pero el
primero que definió y utilizó el término entalpía fue el holandés Heike Kamerlingh Onnes, a principios del
siglo XX.
La entalpía de reacción, que representa la
variación de energía de la reacción, es la energía intercambiada en forma de
calor con el entorno cuando se produce una reacción a presión constante. Se
mide en 
o en 
de la reacción tal como está escrita su ecuación
química, o respecto a alguno de los compuestos que intervienen en la reacción.
o en de la reacción tal como está escrita su ecuación
química, o respecto a alguno de los compuestos que intervienen en la reacción.
La entalpía de formación (ΔfH0) de un compuesto
químico es la variación de entalpía de la reacción de formación de dicho
compuesto a partir de las especies elementales que lo componen, en su forma más
abundante. Por ejemplo, la entalpía de formación del agua, formada por hidrógeno y oxígeno,
sería equivalente a la entalpía de reacción de hidrógeno biatómico y oxígeno diatómico.
Así,
la entalpía de formación de un compuesto es la energía necesaria para formar un
mol de dicho compuesto a partir sus elementos, medida, normalmente, en unas
condiciones de referencia estándar, 1 atm de presión y una temperatura de 298 K
(25 °C).
Esta
entalpía es negativa cuando se trata de una reacción exotérmica, que desprende
calor, mientras que es positiva cuando es endotérmica, y resulta nula para los
compuestos que se pueden encontrar en la naturaleza.
Se denomina reacción endotérmica a cualquier reacción química que
absorbe energía.
Si
hablamos de entalpía (H), una reacción endotérmica es aquella que tiene un incremento de
entalpía o ΔH positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor
a la de los reactivos.
Las
reacciones endotérmicas y especialmente las relacionadas con el amoníaco impulsaron una próspera industria de
generación de hielo a principios del siglo XIX.
Actualmente el frío
industrialse genera con electricidad en máquinas frigoríficas.
Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o como calor,1 o
lo que es lo mismo: con una variación negativa de la entalpía;
es decir: -ΔH. El prefijo exo significa «hacia fuera». Por lo
tanto se entiende que las reacciones exotérmicas liberan energía. Considerando
que A, B, C y D representen sustancias genéricas, el
esquema general de una reacción exotérmica se puede escribir de la siguiente
manera:
A + B → C + D + calor
Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando éstas son
intensas pueden generar fuego. Si dos átomos de hidrógeno reaccionan
entre sí e integran una molécula, el proceso es exotérmico.
H + H = H2
ΔH = -104 kcal/mol
La velocidad de reacción: se
define como la cantidad de sustancia que se transforma en una determinada
reacción por unidad de volumen y tiempo. Por ejemplo, la oxidación del hierro bajo condiciones
atmosféricas es una reacción lenta que puede tardar muchos años, pero la
combustión del butano en un fuego es una reacción que sucede en fracciones de
segundo.
La cinética química es
la parte de la fisicoquímica que estudia las velocidades de
reacción, la dinámica química estudia
los orígenes de las diferentes velocidades de las reacciones. El concepto de
cinética química se aplica en muchas disciplinas, tales como la química, enzimología e ingeniería ambiental.
Los términos desarrollo sostenible, desarrollo perdurable, y desarrollo
sustentable, se
aplican y se colocan al desarrollo socioeconómico, y su definición se formalizó
por primera vez en el documento conocido como Informe Brundtland (1987), fruto de laComisión Mundial de Medio Ambiente y Desarrollo de
Naciones Unidas, creada en Asamblea de las Naciones Unidas en 1983. Dicha definición se asumió en el Principio 3º de la
Declaración de Río (1992). Es a partir de este informe cuando se acotó el
término ingléssustainable development, y de ahí mismo nació la confusión entre si
existe o no diferencia alguna entre los términos desarrollo
sostenible y desarrollo sustentable. A partir de la década de 1970, los científicos empezaron a
darse cuenta de que muchas de sus acciones producían un gran impacto sobre la
naturaleza, por lo que algunos especialistas señalaron la evidente pérdida de labiodiversidad y
elaboraron teorías para explicar la vulnerabilidad de los sistemas naturales
(Boullón, 2006:20).
