FISICA II
CBTIS 103
EQUILIBRIO TERMODINAMICO
En termodinámica, se dice que un sistema se encuentra en estado de equilibrio termodinámico, si es incapaz de experimentar espontáneamente algún cambio de estado oproceso termodinámico cuando está sometido a unas determinadas condiciones de contorno1 2 (las condiciones que le imponen sus alrededores). Para ello ha de encontrarse simultáneamente en equilibrio térmico, equilibrio mecánico y equilibrio químico.
La condición de equilibrio termodinámico de un sistema puede estudiarse mediante el uso de potenciales termodinámicos:
-
Potencial de Helmholtz A (o Energía de Helmholtz): Si un sistema está en contacto con un termostasto (T=cte), el potencial A se minimiza. El sistema estará en equilibrio térmico si A es mínimo
Entalpía H: Si un sistema está en contacto con una fuente de trabajo (P=cte) el potencial H se minimiza. El sistema estará en equilibrio mecánico si H es mínimo.
-
Energía de Gibbs G: Si un sistema está en contacto con un termostasto (T=cte) y una fuente de trabajo (P=cte) el potencial G se minimiza. El sistema estará en equilibrio térmico y equilibrio mecánico si G es mínimo.
-
Una consecuencia de la segunda ley de la termodinámica es que en un estado de equilibrio, la entropía tiene un valor máximo en el sistema que se corresponderá con un mínimo en uno de los potenciales termodinámicos. En la formulación axiomática de Callen3 se expresa como:
-
EN un estado de equilibrio, los valores que toman los parámetros característicos de un sistema termodinámico cerrado son tales que maximizan el valor de una cierta magnitud que está en función de dichos parámetros, llamada entropía.
-