Concetti Chiave
- Il primo principio della termodinamica afferma che l'energia di un sistema isolato rimane costante, con ΔU=0.
- In un sistema isolato, non avviene scambio di calore o lavoro, quindi q=o e w=o portano a ΔU=0.
- L'energia interna è una funzione di stato, mentre calore e lavoro non lo sono, dipendendo dal percorso.
- A volume costante, il cambiamento di energia interna è uguale al calore: ΔU=qv.
- A pressione costante, il lavoro dipende dalle variazioni di volume, con qp rappresentante l'entalpia.
Primo principio della termodinamica
1° principio della termodinamica: l'energia di un sistema isolato è costante, ΔU=0Se consideriamo un sistema isolato, che non scambia materia né energia con l’ambiente, esso non può scambiare calore ne compiere un lavoro: q=o, w=o --> ΔU=0;
L'energia interna è una funzione di stato (dipende solo dal punto iniziale e da quello finale), calore e lavoro invece lavoro non lo sono.
• U a volume costante: se normalmente ΔU=w+q, a volume costante non ci può essere un lavoro, dunque
ΔU=qv (qv per ricordarsi che il volume è costante, in opposizione a qp che è il calore a pressione costante).
• U a pressione costante: l'unico tipo di lavoro coinvolto nella maggior parte delle reazioni chimiche e delle trasformazioni fisiche è quello dovuto alle variazioni di volume a pressione costante: dal punto di vista dimensionale infatti il prodotto fra pressione è volume è un lavoro, quindi il lavoro compiuto è w=-PΔV.
In molte reazioni svolte a pressione costante viene svolta una piccola quantità di lavoro pressione-volume e il sistema si espande o si contrae.
Quindi quando il volume è costante
ΔU=qv=qp+w ΔU=qp-PΔV qp=ΔU+PΔV. qp è quella che finora abbiamo chiamato entalpia, H.
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