Teroema. Cambio de energía interna de una reacción de gases a presión constante con moles

[Demostración] El teorema del cambio de energía interna (ΔU) para reacciones químicas integra calor y trabajo, postulando que ΔU es función de la cantidad de reacción (ξ). Esta ξ, común al calor y trabajo de reacción, se define como el ratio de cantidad de sustancia sobre número estequiométrico. Este enfoque optimiza cálculos termodinámicos al unificar conceptos y evitar redundancias de métodos clásicos.

Dentro del teorema, la entalpía de reacción estándar (ΔH°) y el trabajo de expansión/contracción de gases se ponderan por ξ. El trabajo se relaciona con RT y la suma de los números estequiométricos de los gases, usando un lenguaje "cuasivectorial": los números de gases producto son positivos y los de gases reactivos son negativos, reflejando la dirección del cambio de volumen. Este teorema resume cálculos complejos en una expresión concisa, mejorando la eficiencia y precisión.

Contrariamente, el lenguaje del factor de conversión, si bien útil, es paso a paso e impide una formulación tan compacta. Su naturaleza secuencial, donde cada unidad se transforma explícitamente, resulta en una extensión operativa que no permite la condensación conceptual de una única ecuación. Así, el teorema ofrece una visión global y cálculo directo, mientras el factor de conversión exige resolver el problema en pasos detallados.