Termochimica

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

in termini finiti: ΔU = Q

V

Per una trasformazione a volume costante, il calore scambiato dal sistema è uguale

alla variazione di energia interna.

2. Trasformazione a pressione costante:

d(PV) = P dV + V dP

Se dP = 0, d(PV) = PdV dU = δQ – PdV

δQ = dU + PdV

δQ = d(U + PV) = ENTALPIA (H)

ENTALPIA (H)

In termini infinitesimi: dQ = dH

P

In termini finiti: ΔH = QP

Per una trasformazione a pressione costante, il calore scambiato dal sistema è

uguale alla variazione di entalpia.

ENTALPIA DI REAZIONE (ΔH)= variazione di entalpia che accompagna una reazione

chimica ΔH = H - H = H – H

reaz finale iniziale prodotti reagenti

Non è possibile misurare il valore assoluto delle entalpie dei reagenti e dei prodotti,

ma si possono solo misurare le variazioni dei loro valori.

UNITÀ DI MISURA DELL’ENERGIA

L’unità di misura dell’energia, secondo il Sistema Internazionale (SI) è il Joule (J).

2 2

Sia calore che lavoro sono espressi in Joule: 1 J = 1 Kg x m /s

L’unità di misura del calore è la caloria, definita in funzione del Joule:

1 cal = 4,186 Joule 1 J = 0,2390 cal

Poiché le quantità di energia coinvolte nelle reazioni chimiche sono piuttosto grandi, si

può utilizzare il kilojoule (kJ) o la kilocaloria (kcal): 1 kJ= 239,0 cal

CAPACITA’ TERMICA MOLARE (CALORE MOLARE): capacità termica di 1 mole di

sostanza. Quantità di calore necessaria per aumentare di 1K la temperatura di 1 mole

di sostanza. C = Q /ΔT = ΔH / ΔT J/K

p p