Riassunto esame elementi di chimica, prof Fessas

Chimica fisica fessas

Chimica fisica = Chimica “esatta”, fondata su leggi e principi di carattere generale, comuni alla Fisica, che permettono di descrivere e interpretare la materia e le sue trasformazioni.

Oggetto della descrizione

Oggetto della descrizione è la fenomenologia: valutazione delle proprietà fisiche e chimiche (e loro variazioni) di sistemi macroscopici sottoposti a indagine sperimentale, nella scala temporale dell’osservatore.

Sistema macroscopico: sistema costituito da un numero di molecole sufficiente a giustificare l’uso delle relazioni statistiche (permutazioni e combinazioni) e delle approssimazioni numeriche valide per i grandi numeri.

Oggetto della interpretazione

Oggetto della interpretazione è il meccanismo microscopico: cioè il comportamento di singoli atomi e/o molecole che produce gli effetti osservati su scala macroscopica. L’unico sistema microscopico noto con esattezza è l’atomo di idrogeno: per ogni altra specie atomica, la incertezza di interpretazione aumenta vertiginosamente all’aumentare del numero atomico.

Isolamento del sistema

Per poter studiare un determinato sistema va isolato dall’ambiente esterno. Il sistema è delimitato da un confine (o vincolo) con determinate proprietà e, all’interno del confine, è presente materia, con una determinata massa e energia. Si può definire isolato quando tra sistema e ambiente non avviene trasferimento di energia e materia. Il sistema non può influenzare l’ambiente, ma l’ambiente può influenzare il sistema.

Grandezze estensive e intensive

• Grandezza estensiva: All’aumentare del sistema aumenta il valore della grandezza in considerazione (es: lunghezza).
• Grandezza intensiva: All’aumentare del sistema la grandezza mantiene il suo valore (es: temperatura).

Energia interna

L’energia non è un valore assoluto ma dipende dal sistema. Per poterla valutare all’interno del singolo sistema di riferimento devo tenere conto della massa e del centro di massa. Con un sistema che valuta l’energia anche nei singoli centri di massa devo parlare di energia interna.

Energia interna: energia del sistema misurata in relazione al suo centro di massa. Del sistema dunque possiamo conoscere la massa, il volume, ma ciò che mi interessa analizzare è la sua energia interna.

Sistema termodinamico

In un sistema termodinamico le medie valgono. Le probabilità infatti valgono solo con numeri elevati, con tanti valori. Allo stesso modo quindi anche le medie valgono.

• Un sistema termodinamico deve avere un elevato numero di molecole affinché le medie valgano.
• Il sistema deve essere ergotico: la media che fai sul tempo è uguale alla media che fai sugli oggetti, non è importante la modalità in cui viene fatta.

Se ci sono entrambe queste caratteristiche, il sistema si può definire termodinamico.

Energia totale

L’energia totale è data dalla sommatoria di tutte le energie interne i-esime, che contiene dagli 1 agli n elementi. L’energia è una quantità estensiva. Il cui valore dipende dall’estensione del sistema.

U_tot = ∑U_i (uso solo con sistemi termodinamici)
U_tot = n*U_media dove n è numero di molecole

Funzione U

Chimica fisica fessas

U è una funzione matematica, se nella funzione grezza inserisco dei valori, avrò una funzione di stato (quindi ammette un delta, un prima e dopo). Se una funzione è estensiva, lo saranno anche le sue variabili U (S