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TERMODINAMICA Studio delle variazioni di energia durante una trasformazione.

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Presentazione sul tema: "TERMODINAMICA Studio delle variazioni di energia durante una trasformazione."— Transcript della presentazione:

1 TERMODINAMICA Studio delle variazioni di energia durante una trasformazione

2 Lenergia interna di un sistema comprende tutte le forme di energia che possono essere scambiate attraverso processi fisici semplici (non nucleari) o reazioni chimiche Energia cinetica di traslazione Energia cinetica di rotazione Energia di legame intermolecolare Energia di legame intramolecolare Energia vibrazionale E INTERNA = E CINETICA + E POTENZIALE

3 AMBIENTE SISTEMA TRASFORMAZIONE Cosa succede da un punto di vista energetico durante una trasformazione ?

4 Lenergia totale delluniverso resta costante Lenergia complessiva del sistema e dellambiente nel corso di una trasformazione non cambia ergo

5 AMBIENTE SISTEMA + q - q - w + w q = calore + q: lambiente cede calore al sistema - q: il sistema cede calore allambiente w = lavoro - w: lambiente compie lavoro sul sistema + w: il sistema compie lavoro sullambiente

6 James Prescott Joule Lavoro fatto Calorie fornite - w + q Equivalenza meccanica del calore

7 q = m c T Energia termica massa (moli o g) capacità termica (calore specifico) variazione di temperatura quantità di calore necessaria ad innalzare di 1°C la temperatura di una massa unitaria di sostanza

8 I° principio della termodinamica E = Q - W E Q W La variazione di energia interna di un sistema, E, in seguito a una trasformazione è uguale al calore assorbito dal sistema, Q, meno il lavoro compiuto dal sistema, W. E +q -w stato iniziale E = E 2 – E 1 E1E1 E2E2

9 materia energia energia sistema aperto sistema chiuso sistema isolato

10 Entalpia = energia a pressione costante essendo W=P V H = E + PV E = Q - P V H = Q - P V + P V H = Q A pressione costante lentalpia corrisponde al calore di reazione (relazione importante poiché nei sistemi biologici la maggior parte delle reazioni biochimiche avvengono a pressione costante)

11 REAGENTI PRODOTTI SISTEMA CHIMICO H = H PRODOTTI - H REAGENTI Se H < 0 la reazione è esotermica Se H > 0 la reazione è endotermica H N 2 H 4 + H 2 O 2 N 2 + 4H 2 0 N 2 H 4 + H 2 O 2 N 2 + 4H q H = Kcal/mole N 2 H 2HgO 2Hg + O 2 2Hg + O 2 2HgO + q H = Kcal/mole O 2 ? ? ? ?

12 LEGGE DI HESS :la variazione di entalpia che accompagna una trasformazione non dipende dal cammino percorso per passare dallo stato iniziale a quello finale H A B C H 1 H 2 A B H 1 B C H 2 A C H TOT = H 1 + H 2

13 BOMBA CALORIMETRICA

14 O2O2 GLUC. CO 2 H2O + q T q = m c T Reazione di combustione del glucosio C 6 H 12 O 6 (s) + 6O 2 (g) 6CO 2 (g) + 6H 2 O(l)

15 Anche la cellula è una bomba calorimetrica ma la reazione di combustione del glucosio avviene in decine di tappe. Per la legge di Hess, comunque, la variazione di entalpia è identica a quella ottenibile in ununica reazione.

16 Il fabisogno calorico giornaliero medio per luomo è circa 2500 Kcal/giorno. Questi viene coperto bruciando: Carboidrati (~ 4,5 cal/gr) Acidi grassi (~ 9,0 cal/gr) Proteine (~ 4,5 cal/gr) Volete perdere peso? Facile. Basta fare un po di calcoli e …….. qualche sacrificio

17 O2O2O2O2 CO 2 H2OH2OH2OH2O

18 NADH e- O2O2 H+H+ H+H+ H+H+ MICROCONDENSATORE membrana isolante Fabisogno calorico a riposo/ora = 100 Kcal => 116 Watt 65 Kg ATP prodotto/giorno ATP FOSFORILAZIONE OSSIDATIVA MITOCONDRIALE O 2 + substrati + ADP+Pi H 2 O + prodotti + ATP


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