Revisitando la Espontaneidad: Abordando las Concepciones Erróneas de los Estudiantes en Cursos Básicos de Química
Barra lateral del artículo
Contenido principal del artículo
Resumen
Este trabajo analiza concepciones alternativas comunes entre estudiantes de cursos introductorios de química sobre la espontaneidad de los procesos termodinámicos. Sostiene que estos errores derivan menos de la dificultad matemática que de malentendidos sobre las condiciones de aplicación de los criterios termodinámicos. El análisis se centra en el uso incorrecto de la variación de la energía libre de Gibbs (ΔG), en particular cuando se aplica fuera de condiciones de temperatura y presión constantes o a procesos que implican trabajos distintos del trabajo presión–volumen. Mediante ejemplos como las expansiones de gases ideales, se aclara que ΔG funciona tanto como criterio de espontaneidad como medida del trabajo útil máximo en procesos reversibles. Asimismo, se explica que los procesos no espontáneos pueden ocurrir cuando son impulsados por intervenciones externas. Finalmente, se subraya la importancia de las representaciones tridimensionales P–V–T y se enfatiza que la espontaneidad depende de la combinación de contribuciones entálpicas y entrópicas, destacando la necesidad de definiciones rigurosas en termodinámica.
Detalles del artículo
Citas en Dimensions Service
Citas
Andrade-Gamboa, J. (2023). ¿Qué peste la del estaño? Tres desastrosos momentos en la historia. Los Andes. https://www.losandes.com.ar/sociedad/que-peste-la-del-estano-tres-desastrosos-momentos-en-la-historia
Andrade Gamboa, J., Donati, E. R., & Mártire, D. O. (2001). An analogy for teaching the difference between heat and temperature. Chem 13 News, (297), 8–11.
Barrow, G. M. (1978). Química física (Tomo I). Reverté.
Ben-Naim, A. (2011). Entropy: Order or information. Journal of Chemical Education, 88(5), 594–596. https://doi.org/10.1021/ed100922x DOI: https://doi.org/10.1021/ed100922x
Biel Gayé, J. (1998). Curso sobre el formalismo y los métodos de la termodinámica (Vol. 1). Reverté.
Brundage, M. J., Meltzer, D. E., & Singh, C. (2024a). Investigating introductory and advanced students’ difficulties with change in internal energy, work, and heat transfer using a validated instrument. Physical Review Physics Education Research, 20, 010115. https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.20.010115 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.20.029902
Brundage, M. J., Meltzer, D. E., & Singh, C. (2024b). Investigating introductory and advanced students’ difficulties with entropy and the second law of thermodynamics using a validated instrument. Physical Review Physics Education Research, 20, 020110. https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.20.020110 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevPhysEducRes.20.020110
Carson, E. M., & Watson, J. R. (1999). Undergraduate students’ understanding of enthalpy change. University Chemistry Education, 3(2), 46–51. https://edu.rsc.org/download?ac=517085
Committee on Undergraduate Science Education, & National Research Council. (1997). Science teaching reconsidered: A handbook. National Academy Press.
de Rosnay, J. (1993). Qué es la vida. Biblioteca Científica Salvat.
DeVoe, H. (2020). Thermodynamics and chemistry. https://www2.chem.umd.edu/thermobook/
Donati, E. R., Andrade Gamboa, J., & Mártire, D. O. (1995). Misconceptions induced by chemistry teachers. Chem 13 News, (241), 20–21.
Gislason, E. A., & Craig, N. C. (2013). Criteria for spontaneous processes derived from the global point of view. Journal of Chemical Education, 90(5), 584–590. https://doi.org/10.1021/ed300570u DOI: https://doi.org/10.1021/ed300570u
Granville, M. F. (1985). Student misconceptions in thermodynamics. Journal of Chemical Education, 62(10), 847–848. https://doi.org/10.1021/ed062p847 DOI: https://doi.org/10.1021/ed062p847
Lambert, F. L. (2012). The misinterpretation of entropy as “disorder”. Journal of Chemical Education, 89(3), 310. https://doi.org/10.1021/ed2002708 DOI: https://doi.org/10.1021/ed2002708
Lladó, M. L., & Jubert, A. H. (2011). Trabajo útil y su relación con la variación de energía de Gibbs. Educación Química, 22(3), 271–276. https://doi.org/10.1016/S0187-893X(18)30144-7 DOI: https://doi.org/10.1016/S0187-893X(18)30144-7
Metiu, H. (2006). Physical chemistry: Thermodynamics. Taylor & Francis. DOI: https://doi.org/10.1201/9780429258923
Salame, I. I., Fadipe, O., & Akter, S. (2025). Examining difficulties, challenges, and alternative conceptions students exhibit while learning about heat and temperature concepts. Interdisciplinary Journal of Environmental and Science Education, 21(2), e2510. https://doi.org/10.29333/ijese/15997 DOI: https://doi.org/10.29333/ijese/15997
Schrödinger, E. (1986). ¿Qué es la vida? El aspecto físico de la célula viva. Ediciones Orbis.
Van Roon, P. H., Van Sprang, H. F., & Verdonk, A. H. (1994). “Work” and “heat”: On a road towards thermodynamics. International Journal of Science Education, 16(2), 131–144. https://doi.org/10.1080/0950069940160203 DOI: https://doi.org/10.1080/0950069940160203
Vasini, E., & Donati, E. R. (2005). Thermodynamics concepts: Some considerations on the use in introductory courses of chemistry. Journal of the Argentine Chemical Society, 93(1–3), 177–184.
Vasini, E. J., & Donati, E. R. (2001). Uso de analogías adecuadas como recurso didáctico para la comprensión de los fenómenos electroquímicos en el nivel universitario inicial. Enseñanza de las Ciencias, 19(3), 471–477. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3995 DOI: https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.3995
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.
Educación Química por Universidad Nacional Autónoma de México se distribuye bajo una Licencia Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivar 4.0 Internacional.
Basada en una obra en http://www.revistas.unam.mx/index.php/req.