1 / 49

Capítulo 6: Termoquímica: Flujo de energía y cambio químico

Capítulo 6: Termoquímica: Flujo de energía y cambio químico. 6.1 Formas de energía y su interonversión 6.2 Entalpía: Calores de reacción y cambios químicos 6.3 Calorimetría: Mediciones de calores de reacción en el laboratorio 6.4 Estequiometría de las ecuaciones termoquímicas

herrod-barnes
Télécharger la présentation

Capítulo 6: Termoquímica: Flujo de energía y cambio químico

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Capítulo 6: Termoquímica: Flujo de energía y cambio químico 6.1 Formas de energía y su interonversión 6.2 Entalpía: Calores de reacción y cambios químicos 6.3 Calorimetría: Mediciones de calores de reacción en el laboratorio 6.4 Estequiometría de las ecuaciones termoquímicas 6.5 Ley de Hess de suma del calor 6.6 Calores estándar de reacción (H0rxn)

  2. Definiciones termoquímicas Sistema: Parte del universo cuyo cambio mediremos. Alrededores: Todo lo que es relevante para el cambio se define como “alrededores”. Energía interna: La suma de la energía potencial y cinética de todas las partículas de una sistema. Calor (q): Es la energía transferida entre un sistema y sus alrededores como resultado sólo de la diferencia en sus temperaturas. Trabajo(w): La energía que se transfiere cuando un objeto es movido por una fuerza. Por tanto: E = q + w

  3. Un sistema químico y sus alrededores McGraw-Hill, Universidades / Stephen Frisch, fotógrafo Fig. 6.1

  4. Diagramas de energía Estado inicial Estado final Einicial Efinal Efinal Einicial Efinal Einicial Energía, E Energía, E Energía ganada de los alrededores Energía perdida hacia Los alrededores Estado final Estado inicial Efinal Einicial Diagramas de energía para la transferencia de energía interna (E) entre un sistema y sus alrededores Fig. 6.2

  5. Un sistema que transfiere energía sólo como calor Tsis =Talr Tsis >Talr Caliente H2O Tsis Temp. ambiente H2O Tsis Talr Talr Energía, E Efinal Einicial Energía, E Tsis =Talr Tsis <Talr Calor (q) perdido hacia los alrededores (q<0) Calor (q) ganado de los alrededores (q>0) Temp. ambiente H2O Tsis Hielo H2O Tsis Talr Talr Efinal Einicial Fig. 6.3

  6. Un sistema que pierde energía sólo como trabajo Sistema HCl(ac) Einicial Energía, E Trabajo (w) hecho sobre los alrededores (w < 0) Sistema H2(g) ZnCl2(ac) Efinal Fig. 6.4

  7. Convención de signos* de q,w, y  E q + w = E + + + + - Depende del tamaño de q y w - - Depende del tamaño de q y w - - - * Para q: + significa que el sistema gana calor; - significa que el sistema pierde calor. Para w: + significa trabajo hecho sobre el sistema; - significa trabajo hecho por el sistema Tabla 6.1 (p. 231)

  8. Algunas cantidades interesantes de energía Energía solar diaria que cae sobre la tierra Energía de un terremoto fuerte Energía eléctrica diaria de salida de la presa Hoover 1000 toneladas de carbón que se queman 1 tonelada de TNT que explota 1 kilowatt hora de energía eléctrica Calor liberado de la combustión de un mol de glucosa 1 caloría (4.184 J) Calor absorbido durante la división de una célula bacterial Energía de la fisión de un átomo 235 U Fig. 6.5 Energía cinética promedio de una molécula de aire a 300 K

  9. Determinación del cambio de energía en un sistema Problema: En el motor de combustión interna, el calor producido por el encendido del combustible produce el dióxido de carbón y el agua, que se produce para expandir, empujando los pistones. El exceso de calor se remueve por el sistema de enfriamiento. Determine el cambio de energía ( E) en J, kJ, y kcal si los gases que se expanden hacen 515 J de trabajo en los pistones, y el sistema pierde 407 J de calor con el sistema de enfriamiento. Plan: El sistema es los reactivos y los productos de la reacción. Los alrededores consisten en los pistones , el sistema de enfriamiento y el resto del coche. Dado que el calor es producido por el sistema, q es negativo. Dado que los pistones se empujan hacia afuera, el trabajo es hecho por el sistema , por lo tanto w es negativo también. E es la suma de q y w, los cuales están en J. Solución: q = - 407 J w = -515 J E = q + w = - 407 J + ( - 515 J) = - 922 J 1 kJ 1000 J 0.2390 kcal 1kJ E = - 922 J x = - 0.922 kJ x = - 0.220 kcal

  10. Dos diferentes rutas de cambio de energía en un sistema C8H18 (octano) +25/2 O2 Einicial Energía, E E perdida como calor E perdida de trabajo y calor 8CO2 + 9H2O Efinal Fig. 6.6

  11. Primera ley de la termodinámica ( Ley de la conservación de la energía ) “La energía total del universo es constante” Universo = ESistema + EAlrededores = 0

  12. Cambio en la entalpía = H La entalpía se define como la energía interna del sistema mas el producto de su presión y su volumen. H = E + PV Para un cambio en la entalpía: H = E + PV Para reacciones exotérmicas y endotérmicas: H = H final - H inicial = H productos - H reactivos Exotérmica : H final H inicial H 0 Endotérmica : H final H inicial H 0

  13. Trabajo presión - volumen Alrededores Sistema Sistema Estado inicial Estado final W = -PV Fig. 6.7

  14. Diagramos de entalpía para procesos endotérmicos y exotérmicos CH4 + 2O2 H2O(l) Hfinal Hinicial Entalpía, H Entalpía, H H = -285.8 Kj Exotérmico Calor que sale H = +40 Kj Endotérmico Calor que entra CO2 + 2H2O H2O(s) Hfinal Hinicial Fig. 6.8

  15. Gases Sublimación Deposición H0sub Condensación - H0vap - H0sub Evaporación H0vap Líquidos Congelamiento - H0fus Fusión H0fus Sublimación Deposición Sólidos

  16. Dibujo de diagramas de entalpía y determinación del signo de H - I Problema: En cada uno de los siguientes casos, determine el signo de H y si la reacción es exotérmica o endotérmica, y dibuje un diagrama de entalpía para cada reacción. a) CH4 (g) + 2 O2 (g) CO2 (g) + 2 H2O(g) + 802 kJ b) Ba(OH)2 2H2O(s)+ 2 NH4SCN(s) + 62 kJ Ba(SCN)2 (ac) + 2 NH3 (g) + 4 H2O(L) Plan: Inspeccionamos cada ecuación para ver si el calor es un producto (exotérmico) o un reactivo (endotérmico) en la reacción. Para reacciones exotérmicas, los reactivos están sobre los productos en el diagrama de entalpía, el inverso aplica para reacciones endotérmicas. La flecha H siempreapunta de los reactivos a los productos. .

  17. Dibujo de diagramas de entalpía y Determinación del signo de H - II Solución: a) El calor está en el lado de los productos, por lo tanto, la reacción es exotérmica y H es negativo. b) El calor está en el lado de los reactivos, por lo tanto, la reacción es endotérmica y H es positivo. CH4 (g) + 2O2 (g) Reactivos H H = - 802 kJ exotérmica Productos CO2 (g) + 2H2O(g) Ba(SCN)2 (ac) + 2NH3 (g) + 4 H2O(L) Productos H = +62 kJ endotérmica H . Reactivos Ba(OH)2 2H2O(s) + 2NH4SCN(s)

  18. Entalpías especiales en reacciones Cuando un mol de una sustancia se combina con oxígeno en una reacción de combustión, el calor de la reacción es calor de combustión( Hcomb): C3H8 (g) + 5 O2 (g) 3 CO2 (g) + 4 H2O(g) H = Hcomb Cuando un mol de una sustancia se produce a partir de sus elementos, el calor de la reacción es el calor de formación( Hf ) : H = Hf Ca(s) + Cl2 (g) CaCl2 (s) Cuando un mol de una sustancia se funde, el cambio de entalpía es el calor de fusión ( Hfus) : H2O(s) H2O(L) H = Hfus Cuando un mol de una sustancia se evapora, el cambio de entalpía es el calor de evaporación( Hvap) : H2O(L) H2O(g) H = Hvap

  19. Contribuciones de la energía cinética y potencial 1. Contribuciones de la energía cinética La molécula se mueve a través del espacio, Ec (translación) La molécula está rotando, Ec (rotación) Los enlaces atómicos están vibrando, Ec (vibración) Los electrones se mueven dentro de cada átomo, Ec (electrón) 2. Contribuciones de la energía potencial Las fuerzas entre enlaces atómicos en vibración, EP (vibración) Las fuerzas entre el núcleo y los electrones y entre los electrones de cada átomo, EP (átomo) Las fuerzas entre los protones y neutrones en cada núcleo, EP (núcleos) Las fuerzas entre los núcleos y el par de electrones compartido en cada enlace, EP (enlace)

  20. Componentes de la energía interna Ep (vibración) Ep (átomo) Ec (translación) Ec (rotación) Ep (núcleos) Ec (vibración) Ep (enlaces) Ec (electrones) A. Contribuciones a la energía cinética (Ec) B. Contribuciones a la energía potencial (Ep) Fig. 6.9

  21. H y la fuerza de los enlaces H2(g) + F2(g) Enlaces débiles Entalpía, H Hreac = -546 kJ 2HF(g) Enlaces fuertes Fig. 6.10

  22. Calores de combustión (Hcomb) de algunos compuestos de carbono Nombre (Fórmula) Fórmula estructural Hcomb (kJ/mol) Hcomb (kJ/g) Suma de enlaces C-C y C-H Suma de enlaces C-O y O-H Compuestos de dos carbonos 7 0 -1560 -51.88 Etano (C2H6) Etanol (C2H5OH) 6 2 -1367 -29.67 Compuestos de un carbón 4 Metano (CH4) 0 -890 -55.5 3 -727 -22.7 2 Metanol (CH3OH) Tabla 6.2. (p. 239)

  23. Calores de combustión de algunas grasas y carbohidratos Sustancia Hcomb(kJ/mol) Grasas Aceite vegetal 37.0 Margarina 30.1 Mantequilla 30.0 Carbohidratos Azúcar de mesa (sacarosa) 16.6 Arroz integral 14.9 Jarabe de maple 10.4

  24. q T = constante Capacidad calórica específica y capacidad calórica molar Capacidad calórica específica q = Cantidad de calor q = constante x T q T Capacidad = = c calórica q = c x masa x T “c” tiene unidades: J . g K Capacidad calórica molar q Capacidad calórica molar (C) = moles x T J mol K “C” tiene unidades de: .

  25. Capacidades calóricas específicas de algunos elementos, compuestos y materiales Capacidad calórica específica (J/g K)* Capacidad calórica específica (J/g K)* Sustancia Sustancia Elementos Compuestos (cont.) Alumino, Al 0.900 Etilenglicol, 2.42 Grafito, C 0.711 (CH2OH)2 (l) Hierro, Fe 0.450 Tetracloruro de carbono, 0.862 Cobre, Cu 0.387 CCl4 (l) Oro, Au 0.129 Materiales sólidos Compuestos Madera 1.76 Amoniaco, NH3 (l) 4.70 Cemento 0.88 Agua, H2O(l) 4.184 Vidrio 0.84 Alcohol etílico, 2.46 Granito 0.79 C2H5OH(l) Acero 0.45 Tabla 6.4 (p. 241) * A 298 K (25°C)

  26. Calorímetro de taza de café Agitador Termómetro Tapas de la taza (aislador) Agua (alrededores) Muestra (sistema) Fig. 6.11

  27. Una bomba calorimétrica Agitación motorizada Fuente eléctrica Termómetro Sistema (sustancia combustible y oxígeno comprimido Sección de la cubierta aislante Sección de la bomba de acero Baño de agua Resistencia de ignición Calor siendo transferido Fig. 6.12

  28. Cálculo de la cantidad de calor a partir de la capacidad calórica específica Problema: Calcule la cantidad de calor requerida para calentar un anillo de oro con una masa de 21.63 g de 22.68oC a 255.05oC. Plan: Conocemos la masa del oro, y podemos buscar la capacidad calórica específica, el cambio de temperaturas es la diferencia entre éstas. Solución: La capacidad calórica específica (C) del oro es 0.129 J/g K. T = Tfinal - Tinicial = 255.05oC - 22.68oC = 232.37oC = 232.37 K J g K q = C x masa x T = 0.129 x 21.63 g x 232.37 K = 648.37504 J q = 648 J = 0.648 kJ

  29. Determinación de la capacidad calórica específica de un sólido desconocido Problema: Una muestra de 9.783 g de un sólido desconocido fue calentado a 95.70 oC y agregado cuidadosamente a un calorímetro de taza de café que contiene 45.00 g de agua. La temperatura del agua se elevó de 13.48oC a 24.26oC. ¿Cuál es la capacidad calórica del sólido, suponiendo que no se pierde calor en los alrededores? Plan: Tenemos las masas del agua y el sólido, y la capacidad calórica del agua, el cambio de temperaturas puede ser calculado. Solución: masa (g) C(J/g K) Tinicial(oC) Tfinal(oC) T (K) Agua 45.00 4.184 13.48 24.26 10.78 Sólido 9.783 ? 95.70 24.26 71.44 J g K (4.184 )(45.00 g)(10.78 K) CH2O x masaH2O x TH2O Csólido= = = - masasólido x Tsólido - (9.783 g)( - 71.44 K) Csólido = 2.90408585 J/g K = 2.904 J/g K

  30. Cálculo del calor de combustión con una bomba calorimétrica Problema: Calcule el calor de combustión de un carbohidrato si 2.15g de un compuesto se calientan en una bomba calorimétrica con una capacidad calórica de 9.784 kJ/K. Cuando el compuesto se quemó en presencia de oxígeno la temperatura se incrementó en 11.75 oC. Plan: Cuando el carbohidrato se quema, el calor generado es absorvido por el calorímetro. Podemos encontrar el calor multiplicando el incremento de temperatura por la capacidad calórica del calorímetro. Solución: k J K q = capacidad calórica x T = 9.784 x 11.75 K = 114.9620 kJ 114.9620 kJ 2.15 g calor de combustión = = 53.5 kJ/g

  31. Resumen de la relación entre cantidad (mol) de sustancia y el calor (kJ) transferido durante una reacción Relación molar de la ecuación balanceada Hreac(kJ/mol) CANTIDAD (mol) del compuesto A CANTIDAD (mol) del compuesto B CALOR (kJ) ganado o perdido Fig. 6.13

  32. Producción de metal usando reacciones Redox- I Problema: El cromo elemental se produce por la reacción Goldschmidt de aluminio elemental con un óxido de metal como lo es el cromo. ¿Qué masa del metal cromo y cuánto calor se produciría por la reacción de 41.0 g de Al, y 255 g de óxido de cromo III? Plan: Éste es un problema de reactivo limitante, primero encuentra los moles de cada reactivo, después encuentra el reactivo limitante. Finalmente calcula los productos usando el reactivo limitante. Solución: Cr2O3 (s) + 2 Al(s) Al2O3 (s) + 2 Cr(L) ; H = -536 kJ 255 g Cr2O3 Mol Cr2O3 = = 1.678 moles Cr2O3 = 1.678 mol 152 g Cr2O3 /mol Cr2O3 1 41.0 g Al Mol Al = = 3.002 moles Al = 1.501 mol 26.98 g Al / mol Al 2 Limitante

  33. Producción de metal usando reacciones Redox- II Cr2O3 (s) + 2 Al(s) Al2O3 (s) + 2 Cr(L) H = -536kJ Moles de cromo producidos: 2 mol Cr 2 mol Al 3.002 mol Al x = 3.002 mol Cr Masa de cromo producida: 52.00 g Cr 1 mol Cr 3.002 mol Cr x = 156.12 g Cr Energía producida: - 536 kJ 2 mol Al 3.002 mol Al x = -804 kJ

  34. Ley de Hess de suma del calor - I El cambio de entalpía de un proceso completo es la suma de los cambios de entalpía de sus pasos individuales Ejemplo: Problema: Calcule la energía involucrada en la oxidación del azufre elemental al trióxido de azufre de las siguientes reacciones: 1) S (s) + O2 (g) SO2 (g) H1 = -296.8 kJ 2) 2 SO2 (g) + O2 (g) 2 SO3 (g) H2 = -198.4 kJ 3) S (s) + 3/2 O2 (g) SO3 (g) H3 = ?

  35. Ley de Hess de suma del calor - I Para obtener la ecuación #3 debemos agregar la primera ecuación cuatro veces a la reacción #2, y sumarlas: S (s) + O2 (g) SO2 (g) H1 = -296.8 kJ + 1/2 x [ SO2 (g) +1/2 O2 (g) SO3 (g)] 1/2 H2 = -99.2 kJ S (s) + 3/2 O2 (g) + SO2 (g) SO2 (g) + SO3 (g) H3 = -296.8 +(-99.2) = -396.0 kJ S (s) + 3/2 O2 (g) SO3 (g) Hf (SO3) = -396.0 kJ/mol

  36. Aplicación de la ley de Hess: Formación de WC - I Problema: Cual es la entalpía de reacción, H, para la formación de carburo de tungsteno, WC, de los elementos? Dadas las ecuaciones: 1) 2 W(s) + 3 O2 (g) 2 WO3 (s) H = -1680.6 kJ 2) C(grafito) + O2 (g) CO2 (g) H = -393.5 kJ 3) 2 WC(s) + 5 O2 (g) 2 WO3 (s) + 2 CO2 (g) H = - 2391.6 kJ Plan: Necesitamos reordenar las tres ecuaciones para poder sumarlas, Y obtener la reacción para la formación del carburo de tungsteno a partir de los elementos. Solución: La ecuación para la producción de carburo de tungsteno de los elementos: W(s) + C(grafito) WC(s) H = ? Para obtener la formación, tendremos que cambiar la ecuación #3, que cambiará su H de negativo a positivo

  37. Aplicación de la ley de Hess: Formación de WC - II Debemos agregar 1/2 de la ecuación #1 a la ecuación #2, después agregar 1/2 de la ecuación #3 inversa para obtener la ecuación completa deseada: 1/2 ecuación #1 W(s) + 3/2 O2 (g) WO3 (s) H = - 840.3 kJ ecuación #2 C(grafito) + O2 (g) CO2 (g) H = - 393.5 kJ 1/2 ecuación #3 WO3 (s) + CO2 (g) WC(s) + 5/2 O2 (g) inversa H = 1195.8 kJ W(s) + C(grafito) WC(s) H = - 38.0 kJ

  38. El proceso general para determinar H0reac a partir de los valores de H0f Elementos Descomposición Reactivos Formación Entalpía, H H0reac Productos H0reac = m H0f(productos) + n H0f(reactivos) Fig. 6.14

  39. Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IA Dada la ecuación : TiCl4 (L) + 2 H2O(g) TiO2 (s) + 4 HCl(g) TiCl4 (L) Ti(s) + 2 Cl2 (g) - Hfo [ TiCl4 (L) ] 2 H2O(g) 2 H2 )g) + O2 (g) - 2 Hfo[ H2O(g) ] Ti(s) + O2 (g) TiO2 (s) Hfo[ TiO2 (s) ] 2 H2 (g) + 2 Cl2 (g) 4 HCl(g) 4 Hfo[ HCl(g) ] TiCl4 (L) + 2 H2O(g) + Ti(s) + O2 (g) + 2 H2 (g) + 2 Cl2 (g) Ti(s) + 2 Cl2 (g) + 2 H2 (g) + O2 (g) + TiO2 (s) + 4 HCL(g) TiCl4 (L) + 2 H2O(g) TiO2 (s) + 4 HCl(g)

  40. Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IB Horxn =  m Hfo -  n Hfo Horxn = 1 x [ Hfo TiO2 (s)] + 4 x [ Hfo HCl(g)] - [1 x ( Hfo TiCl4 (L)) - 2 x ( Hfo H2O(g))] Horxn = 1 x (-945 kJ) + 4 x (-92 kJ) - [ - 763 kJ + 2 x ( - 242kJ)] Horxn = - 945 kJ - 368 kJ - [ -763 kJ - 484 kJ ] Horxn = - 1,313 kJ - [ - 1247 kJ] Horxn = - 1,313 kJ + 1247 kJ = - 66 kJ

  41. Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IIA Problema: El metanol (CH3OH) se usa como combustible en motores de alto rendimiento para autos de carreras. Usando los datos de las entalpías de formación, compare la entalpía de combustión estándar por gramo de metanol con la de la gasolina (considere que la gasolina es octano líquido, C8H18). Plan: Escriba las ecuaciones para la combustión de ambos combustibles, encuentre las entalpías de formación de los compuestos, y encuentre el calor de combustión de cada combustible, y obtenga el calor por gramo. Solución: a) Metanol : 2 CH3OH(L) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 4 H2O (L) Hocombustión = 2 x Hof[ CO2 (g)] + 4 x Hof[ H2O(L)] - 3 x Hof[ O2 (g)] - 2 x Hof[ CH3OH(L)]

  42. Calores de reacción de entalpías de formación estándares- IIB a) Metanol - cont. Hocombustión = 2 x ( - 394 kJ) + 4 x ( - 286 kJ) - 3 x ( 0 kJ) - 2 x ( - 239kJ) Hocombustión = - 1454 kJ dos moles de metanol pesan 2 x 32.0 g/mol por tanto energía por gramo = -1454 kJ = -22.7 kJ/g b) Octano : 64.0 g/mol 2 C8H18 (L) + 25 O2 (g) 16 CO2 (g) + 18 H2O(L) Hocombustión = 16 x Hof[ CO2 (g)] + 18 x Hof[ H2O(L)] - 2 x Hof[ C8H18 (L)] - 25 x Hof[O2 (g)] Hocombustión = 16 x ( -394 kJ) + 18 x ( -286 kJ) - 2 x ( -296 kJ) - 1 x (0) Dos moles de octano pesan 2 x 114.2 g/mol = 228.4 g Hocombustión = - 1.09 x 104 kJ Entonces energía por g = -10900 kJ = -47.8 kJ/g 228.4g

  43. El futuro de la utilización de energía - I Enfoques químicos para combustibles limpios - desulfurización de gases Los estropajos usan líquido de aguacal [Ca(OH)2] para remover dióxido de azufre 2 Ca(OH)2 (aq) + 2 SO2 (g) 2 CaSO4 (s) + 2 H2O(L) Gasificación del carbón carbón carbón volátil CH4 (g) + carboncillo(s) Singas de carbón C(s) + H2O(g) CO(g) + H2 (g) Ho = 131 kJ 1 mol de singas da 1/3 de la energía contenida en el metano, por tanto puede ser convertida a otros combustibles como el metano. CO – reacción de cambio CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) Ho = - 41 kJ CO(g) + 3 H2 (g) CH4 (g) + H2O(g) Ho = - 206 kJ

  44. Fuentes de energía usadas en los estados unidos 91% 71% 70% 58% 50% 40% 26% 21% 20% 16% 9% 10% 10% 5% 3% 1850 1900 1940 1980 1990 Hidro Nuclear Madera Carbón Petróleo/Gas natural

  45. El futuro de la utilización de energía - II Uso del hidrógeno como combustible A pesar de que H2 [ Hocomb = - 242 kJ/mol] produce sólo un tercio de la energía producida por mol de CH4 [ Hocomb = - 802 kJ/mol], su combustión produce vapor de agua no contaminante, y es renovable porque el vapor regresa como lluvia. A pesar de que la producción de hidrógeno a partir de agua requiere energía ( + 286 kJ/mol) puede ser usado como un combustible gaseoso, o convertido en sólido para su almacenamiento y uso en vehículos, o como hídridos. CaH2 (s) + 2 H2O(L) Ca(OH)2 (s) + 2 H2 (g) El hidrógeno puede ser quemado como un combustible limpio, y el hidróxido de calcio puede ser reciclado en más combustible de hídrido de calcio usando energía eléctrica producida por una planta estacionaria de poder. En el proceso, estamos convirtiendo un combustible que sólo puede ser usado en un sitio fijo, en uno que puede ser usado en un sitio móvil, como en un coche.

  46. Combustibles a base de carbono y el efecto invernadero Todos los combustibles fósiles que contienen carbono producen dióxido de carbono en la combustión . El gas CO2 tiene un largo tiempo de residencia en la atmósfera terrestre, y sólo se remueve por procesos como la fotosintesis de las plantas, las cuales producen más biomasa absorviendo la luz del sol, y convirtiendo el dióxido de carbono en glucosa y otros carbohidratos. El dióxido de carbono es transparente a la luz visible, pero se absorve fuertemente en la luz infrarroja emitida por la tierra cuando ésta se calienta con la luz visible. Cualquier objeto caliente emite luz proporcional a su temperatura, también llamada “radiación de cuerpo negro”, la tierra, cuando es calentada por la luz del sol emite luz en la porción infrarroja del espectro electromagnético. Esta porción del espectro cuando es absorvida por las moléculas las hace temblar, vibrar o rotar, y convierte la radiación electromagnética en energía cinética de las moléculas, o calor. Así, cuando hablamos del “efecto invernadero” hablamos del calentamiento de la atmósfera. CxHyOz(s) + O2 (g) X CO2 (g) + y/2 H2O(g) + Energía

  47. El calor atrapado por la atmósfera Calor reflejado perdido hacia el espacio Luz del sol Calor reflejado absorvido por la atmósfera Atmósfera de la tierra Fig. 6.A

  48. Evidencia acumulada para el efecto invernadero Concentración de CO2 (en partes por millón) Cambio de temperatura (°C) Fig. 6.B

  49. Fuentes futuras de energía Solar – La energía del sol es inagotable, pero actualmente la podemos recolectar sólo en pequeñas cantidades. Es una buene fuente de energía, no para remplazar nuestras fuentes actuales, sino para complementarlas y para permitirnos conservar los combustibles fósiles y usarlos más racionalmente. Geotérmica – Existen sólo unas pocas áreas en el mundo donde ésta es suficiente para ser útil y sólo para la población local. Marea – De nuevo, existen sólo unos pocos lugares en el mundo donde puede ser usada, y para los residentes locales solamente. Fisión nuclear – La gente le teme a la energía nuclear, por ello, como sabemos, será imposible lograr que la gente la acepte. Fusión nuclear – Es una forma de energía nuclear que tiene un tremendo potencial, pero que actualmente no puede ser controlada con seguridad. Los métodos de confinamiento interno y de fusión láser tienen un enorme potencial y la mejor oportunidad para ser nuestra nueva fuente para el futuro. Fusión fría – Es una broma muy cara, y una mala ciencia

More Related