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16. La Termodinamica Il Primo Principio della Termodinamica -i sistemi e il loro ambiente -calore e lavoro -lenergia interna -il trasferimento del calore.

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Presentazione sul tema: "16. La Termodinamica Il Primo Principio della Termodinamica -i sistemi e il loro ambiente -calore e lavoro -lenergia interna -il trasferimento del calore."— Transcript della presentazione:

1 16. La Termodinamica Il Primo Principio della Termodinamica -i sistemi e il loro ambiente -calore e lavoro -lenergia interna -il trasferimento del calore a volume costante e lentalpia Il Verso di Svolgimento dei Processi Spontanei -le trasformazioni spontanee -entropia e disordine -entropia standard -lambiente LEnergia Libera -energia libera e composizione -energia libera ed equilibrio

2 Sistema, Calore e Lavoro Def. La TERMODINAMICA è quella branca della chimica che studia le trasformazioni dellenergia. Def. La TERMOCHIMICA è quella branca della chimica che studia il calore liberato o ceduto durante le trasformazioni chimiche. Def. LENERGIA è la capacità di compiere un lavoro. AGGIUNGIAMO o SOTTRAIAMO MATERIA es.: benzina nella macchina RISCALDIAMO o RAFFREDDIAMO COMPIAMO UN LAVORO o FACCIAMO COMPIERE UN LAVORO SISTEMA T sis < T amb Lavoro = P V

3 LEnergia Interna Def. Definiamo ENERGIA INTERNA lenergia totale di un sistema. ENERGIA CINETICA ENERGIA POTENZIALE U<0 U>0 ENERGIA INTERNA, U Stato iniziale Stato finale 1.TRASFERIAMO CALORE, q [J]2.COMPIAMO LAVORO, w [J] Forniamo calore al sistema q > 0 Compiamo un lavoro sul sistema w > 0 PRIMO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: LENERGIA INTERNA DI UN SISTEMA ISOLATO È COSTANTE, U = 0

4 Il Trasferimento del Calore 1.A VOLUME COSTANTE, V = 02.A PRESSIONE COSTANTE, H = q w = 0 U = q P P U = H - P V H – energia lavoro espansione V > 0 LAVORO DI ESPANSIONE V < 0 LAVORO SUL SISTEMA A PRESSIONE COSTANTE U = H - P V A VOLUME COSTANTE U = q

5 Le Trasformazioni Spontanee Def. Definiamo TRASFORMAZIONE SPONTANEA una trasformazione naturale che tende a verificarsi senza lintervento di alcuna influenza esterna. I PROCESSI SPONTANEI HANNO UNA TENDENZA A VERIFICARSI MA CIÒ NON AVVIENE NECESSARIAMENTE A VELOCITÀ APPREZZABILI

6 Entropia e Disordine Def. Definiamo ENTROPIA, S, la misura del grado del disordine di un sistema. SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: LENTROPIA TENDE AD AUMENTARE. T = 0 K, S = 0

7 Entropia Standard P = 1 atm ENTROPIA DI REAZIONE STANDARD, N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) Laumento della quantità risultante di gas sfocia in unentropia positiva.

8 LAmbiente - 22 kJmol -1 PROCESSO ESOTERMICO ? PROCESSO ENDOTERMICO ? FLUSSO DI CALORE VARIAZIONE DI ENTROPIA VARIAZIONE DI ENTROPIA FLUSSO DI CALORE P = cost

9 PROCESSO ESOTERMICO La Variazione di Entropia Complessiva SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: OGNI CAMBIAMENTO SPONTANEO SI ACCOMPAGNA AD UN INCREMENTO DELLENTROPIA COMPLESSIVA DEL SISTEMA E DELLAMBIENTE. PROCESSO ESOTERMICO PROCESSO ENDOTERMICO PROCESSO ENDOTERMICO

10 LEnergia Libera ENERGIA LIBERA DI GIBBS, G G = -T S tot A PRESSIONE E TEMPERATURA COSTANTI IL VERSO DI SVOLGIMENTO DEI PROCESSI SPONTANEI È QUELLO NEL QUALE DIMINUISCE LENERGIA LIBERA DEL SISTEMA. G = H - T S

11 LEnergia Libera Standard di Reazione Def. Definiamo ENERGIA LIBERA STANDARD DI FORMAZIONE, la variazione di energia libera standard che accompagna la formazione di 1 mol di composto a partire dagli elementi considerati nella propria forma più stabile e in condizioni standard. C(s, grafite)

12 LEnergia Libera e Composizione LA REAZIONE TENDE SPONTANEAMENTE ALLA COMPOSIZIONE CORRISPONDENTE AL PUNTO DI MINIMO DELLA CURVA. LA COMPOSIZIONE AL PUNTO DI MINIMO DELLA CURVA, OVVERO IL MINIMO DI ENERGIA LIBERA, CORRISPONDE AL RAGGIUNGIMENTO DELLEQUILIBRIO. DIFFERENZA DELLE ENERGIE LIBERE STANDARD DI FORMAZIONE DEI PRODOTTI E DEI REAGENTI PURI NEI LORO STATI STANDARD. DIFFERENZA DELLE ENERGIE LIBERE TRA PRODOTTI E REAGENTI IN UN QUALSIASI MOMENTO DELLA REAZIONE.

13 Energia Libera e Equilibrio Allequilibrio: G r = 0 Q = K


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