Immagine interattiva

Termodinamica

trasferimenti di energia della materia

Termochimica

scambi di calore nelle reazioni chimiche

FUNZIONI DI STATO

la loro variazione (Δ) dipende solo da: STATO INIZIALE e STATO FINALE

SISTEMA + AMBIENTE

oggetto di indagine termochimica

ciò che lo circonda

UNIVERSO

1° PRINCIPIO

della TERMODINAMICA

L'ENERGIA non si crea nè si distrugg, si converte da una forma all'altra

ESOTERMICHE:

ENERGIA CHIMICA →

trasformazione:

ENERGIA TERMICA

Molecole più stabili legami più forti

ENDOTERMICHE

ENERGIA TERMICA →

trasformazione:

ENERGIA CHIMICA

Molecole meno stabili legami più deboli

• CINETICA
• TERMICA
• POTENZIALECHIMICA

Ec

movimento particelle

DIVERSE FORME DI ENERGIA:

Ep

posizione reciproca di atomi e molecole

ENERGIA INTERNA (U)

ΔU=Q+W

Ec+Ep di tutte le particelle

si può calcolare la sua VARIAZIONE

lavoro fatto sul sistema

+ W

lavoro fatto dal sistema

-W

calore assorbito dal sistema

+ Q

calore prodotto dal sistema

-Q

Calore di reazione: COMBUSTIONE

quantità di calore liberato da 1Kg di combustibile

POTERE CALORIFICO (KJ/g)

COMBURENTE + COMBUSTIBILE →PRODOTTI + calore

(p costante)

ENTALPIA (H)

• H=U+Pv
• ΔH=Hp-Hr
• a p costante ΔH=Q
• ΔH< 0 ESOTERMICA
• ΔH> 0 ENDOTERMICA

ENTALPIA STANDARD DI FORMAZIONE

ΔH° REAZIONE = ⅀H°f(PRODOTTI) + ⅀ ΔH°f(REAGENTI)

(stato standard: sostanza pura, 1 bar, 25°C) (KJ/mol)

ENTROPIA (S)

ΔS°= ⅀S°prodotti - ⅀S°reagenti

ENTROPIA MOLARE STANDARD (S°): J/mol⋅ K

LIVELLO di DISPERSIONE dell'energia del sistema (J/K)

ENERGIA LIBERA DI GIBBS (G)

ΔG = ΔH +TΔS

reazione SPONTANEA solo se ΔG<0

considera ENTALPIA ed ENTROPIA

energia interna

L'energia interna (U) di un sistema è una grandezza fisica che rappresenta l'energia totale contenuta all'interno del sistema stesso. Essenzialmente, include l'energia cinetica e l'energia potenziale delle particelle costituenti il sistema, nonché l'energia associata alle interazioni tra queste particelle, come legami chimici, interazioni elettromagnetiche, ecc.

START

Caminta andrea, nesich lorenzo

energia interna

• Nel contesto della termodinamica, l'energia interna è una delle quantità fondamentali, poiché è coinvolta in molte leggi e principi che descrivono il comportamento dei sistemi fisici, come la legge della conservazione dell'energia e la prima legge della termodinamica.

• In termini più semplici, l'energia interna di un sistema è la somma di tutte le forme di energia microscopica delle sue componenti. Può essere influenzata da fattori come la temperatura, la pressione, il volume e la composizione del sistema.

COME CALCOLARE LA VARIAZIONE DELL'ENERGIA

La variazione dell'energia interna di un sistema può essere calcolata utilizzando la prima legge della termodinamica, che è un'espressione del principio di conservazione dell'energia. La prima legge della termodinamica afferma che la variazione dell'energia interna di un sistema è uguale al lavoro fatto sul sistema e al calore fornito al sistema. Matematicamente, questa relazione può essere espressa come: ΔU=Q−W DOVE: -ΔU rappresenta la variazione dell'energia interna del sistema. -Q rappresenta il calore fornito al sistema. -W rappresenta il lavoro fatto sul sistema.

in conclusione

• Calore e lavoro (che non sono funzioni di stato ) sono modi equivalenti per trasferire l'energia interna di un sistema.

• L'energia interna (funizione di stato) dei sistemi isolati rimane costante.

termodinamica

Ghio Romairone

PRIMO PRINCIPIO TERMODINAMICA

RUDOLF CLAUSIUS

FORMULA

ENERGIA

L'ENERGIA CHIMICA SI TRASFORMA

REAZIONI ENDOTERMICHE

ENERGIA CHIMICA

ENERGIACHIMICA

ENERGIA TERMICA

+ info

ENERGIA TERMICA

+ info

+ info

REAZIONI ESOTERMICHE

ENERGIATERMICA

ENERGIA CHIMICA

SISTEMI CHIMICI

ENTALPIA

+ info

ΔH=Qp

ΔH=-Qp : reazioni esotermiche ΔH=Qp : reazioni endotermiche

termochimica:

SISTEMI & AMBIENTI:

ELABORATO DI:CASAVOLA M. & CAMINATA D.

UNIVERSO:

Con "Universo" si fa riferimento all'unione di sistemi e ambiente. Per capire pero bene questa unione, bisogna prima avere ben chiaro cosa si intende per "sistema" e cosa per "ambiente".

TERMOCHIMICA, PREMESSA:

Consideriamo una reazione semplice come la formazione di diossido di carbonio (CO2), che avviene quando sciogliamo del bicarbonato di sodio (NaHCO3) in una soluzione acida e gli ioni HCO3- reagiscono con gli ioni H+

H+ + HCO3– ---> H2O+ CO2

3°

2°

1°

CHIUSI:

ISOLATI:

APERTI:

SISTEMI:

GRAZIE PER L'ATTENZIONE!

REAZIONI ESOTERMICHE

REAGENTI

PRODOTTI

CALORE

usi comuni:

REAZIONI ENDOTERMICHE

REAGENTI

PRODOTTI

CALORE

usi comuni:

L'entropia

E' una costante?

Cos'è l'entropia?

Il livello di dispersione dell'energia può essere espresso per mezzo di una grandezza chiamata entropia, che indichiamo con S ed esprimiamo in J/K

Secondo principio della termodinamica

dS = S prodotti - S reagenti

dS>0

L'energia libera

dipende da

definizione:

La parte dell'energia termica totale (H) di un sistema capace di compiere lavoro.

equazione di Gibbs:

G = H - TS

entropia del sistema

entalpia

temperatura assoluta

sistema

La termodinamica

La termodinamica

scienza che si occupa degli scambi di calore

termochimica

termochimica

scambi di calore durante una reazione chimica

ambiente

ciò che lo circonda

oggetto studiato, insieme dei reagenti e dei prodotti

LE REAZIONI DI COMBUSTIONE

• COME SI MISURA IL CALORE DI REAZIONE?

COMBUSTIONE

Info

• ENERGIA CHE POSSIAMO RICAVARE DALLA COMBUSTIONE, A PRESSIONE COSTANTE, DI 1KG DI ALCUNI COMBUSTIBILI O FATTORI NUTRITIVI

COMBURENTE

COMBUSTIBILE

Energia termica ed energia chimica

Loprete Davide Casalino Filippo

Indice

1. Introduzione

2. Energia termica

3. Energia chimica

4. Conclusione

Introduziuone

Next

ENERGIA

Principio di conservazione dell'energia

Energia POTENZIALE

Energia CINETICA

Next

In un qualsiasi processo l'energia totale si conserva

Energia TERMICA

Energia CHIMICA

(A livello microscopico)

ENERGIA TERMICA

Next

L'energia termica di un corpo è la somma dell'energia cinetica di tutte le sue particelle

energia chimica

associata alla posizione reciproca degli atomi in una molecola

L'energia chimica di un corpo è l'energia potenziale immagazzinata nei legami chimici che uniscono le sue particelle.

clicca per ingrandire

Next

quindi

L'energia chimica dipende dalla composizione della sostanza, cioè dal tipo di particelle di cui è formata e dalle interazioni che tra esse si instaurano

2H2 + 02

2H20

GRAZIE PER L'ATTENZIONE

Loprete Davide & Casalino Filippo

ENTALPIA

PRESSIONE ESTERNA

ENTALPIA

H=U + P*V

ENERGIA INTERNA

LAVORO

LA VARIAZIONE DI ENTALPIA

ΔH=Q

ΔH<0 (esotermica) ΔH>0 (endotermica)

EQUAZIONE TERMOCHIMICA

ΔH= -572 KJ

Entalpia di reazione

2H + O 2H O

ENTALPIA DI FORMAZIONE

ΔH =ΣΔH - ΣΔH

prodotti

reagenti

reazione

I PRINCIPALI COMBUSTIBILI

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1. REAGENTI COSTITUITI DA MOLECOLE MOLTO REATTIVE
2. PRODOTTI FORMATI DA MOLECOLALE STABILI E POCO REATTIVE

REAZIONI CON ECCESSO DI OSSIGENO: CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2O + calore REAZIONI CON DIFETTO DI OSSIGENO: 2CH4 + 3O2 ---> 2CO + 4H2O + calore 3. I METALLI IN CONDIZIONI PARTICOLARI POSSONO DARE REAZIONI ESOTERMICHE, CON PRODUZIONE DI CALORE E LUCE 4. TRA FERRO E OSSIGENO SI OTTIENE AD ESEMPIO UNA FIAMMA LUMINOSA E CALORE

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SISTEMI CHIUSI:

È un sistema che scambia solo energia con l'ambiente esterno, ma non materia. Un esempio è un recipiente termicamente isolato contenente acqua riscaldata, dove l'energia può fluire attraverso le pareti del recipiente, ma l'acqua stessa non può essere aggiunta o rimossa.

SISTEMI APERTI:

È un sistema che scambia sia energia che materia con l'ambiente circostante. Ad esempio, una pentola di acqua che bolle su una fiamma è un sistema aperto perché riceve calore dall'esterno e può anche perdere acqua per evaporazione.

SISTEMI ISOLATI:

È un sistema che non scambia né energia né materia con l'ambiente circostante. È un concetto ideale e serve come punto di riferimento nella termodinamica. In pratica, è difficile trovare un sistema completamente isolato, ma alcuni sistemi possono essere approssimati come tali per scopi di studio o analisi teorica.

COMBURENTI