Lezione di Chimica sulla termochimica

PRINCIPIO ZERO DELLA TERMODINAMICA:

Se i sistemi A e B sono separatamente in equilibrio

termico con il sistema C, allora i sistemi A e B sono in

equilibrio termico tra loro.

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA:

J. Joule (1843-1848): esperimenti sulla trasformazione di calore in lavoro.

Joule provocò un aumento di temperatura di una certa quantità d’acqua, racchiusa in

un contenitore adiabatico, mediante una ruota a pale azionata dalla caduta di un

peso. Il lavoro compiuto per aumentare di 1°C la

temperatura di 1g di H O è uguale a quello

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ottenuto utilizzando altri metodi, molto

diversi tra loro.

PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA:

La trasformazione di un corpo racchiuso da una parete adiabatica, da uno stato iniziale

(A) ad uno stato finale (B), richiede la stessa quantità di lavoro, indipendentemente

dal modo in cui il processo viene condotto.

ENERGIA INTERNA (FUNZIONE DI STATO)

Gli esperimenti di Joule ci permettono di applicare lo stesso tipo di idea anche ai

fenomeni termici, che implicano variazioni di T e P.

U – U = L U = energia interna U e U dipendono solo

B A A B

dagli stati A e B

Il lavoro compiuto da un corpo in un processo adiabatico è uguale alla variazione di

una grandezza U, che è una funzione di stato del corpo stesso

Se un corpo è completamente isolato (racchiuso adiabaticamente e non compie

lavoro) U è costante.

Nei processi che avvengono in un sistema isolato, l’energia interna si conserva.

FORMULAZIONE MATEMATICA DEL PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

• Corpo racchiuso in una parete adiabatica

• La variazione di temperatura dipende dal lavoro svolto (movimento della pale)

• Evidenze sperimentali affermano che la variazione di energia interna può essere

ottenuta anche senza compiere un lavoro: trasferimento di calore.

In un sistema chiuso, la variazione dell’energia interna durante una trasformazione,

è uguale all’energia che il sistema riceve dall’ambiente o che ad esso cede.

Se il sistema è isolato, la sua energia interna rimane costante.

ΔU = Q + L

1° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA

• In un sistema isolato, l’energia si conserva durante qualunque trasformazione;

• non si crea né si distrugge, ma può essere trasferita.

LEGGE DI CONSERVAZIONE DELL’ENERGIA:

L’energia non può essere né creata né distrutta ma soltanto trasformata.

Energia Energia cinetica Energia termica

potenziale (movimento del (scambi di

(posizione del sistema) calore tra corpi)

sistema) ENTALPIA (FUNZIONE DI STATO)

1. Trasformazione a volume costante:

dU = δQ – P dV

Se dV = 0, in termini infinitesimi: dU = dQ