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La termodinamica chimica analizza le trasformazioni energetiche nei processi chimici e fisici, studiando variabili come temperatura e pressione. Si focalizza sugli scambi di calore e lavoro, le condizioni di spontaneità delle reazioni e le misurazioni energetiche tramite calorimetria. L'entalpia e l'energia interna sono centrali per comprendere la stabilità dei composti chimici.
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La termodinamica chimica è una branca della fisica che si occupa dello studio delle trasformazioni energetiche associate ai processi chimici e fisici
La termodinamica chimica si occupa di quantificare gli scambi energetici, come calore e lavoro, e di determinare le condizioni in cui le reazioni chimiche avvengono spontaneamente
In termodinamica, il sistema è la parte dell'universo in esame, mentre l'ambiente comprende tutto il resto dell'universo che interagisce con il sistema
I sistemi in termodinamica possono essere classificati come aperti, chiusi o isolati, a seconda della loro interazione con l'ambiente in termini di scambio di materia ed energia
Le variabili termodinamiche, come temperatura, pressione, volume e composizione, sono chiamate funzioni di stato e descrivono le condizioni di un sistema
Le funzioni di stato possono essere estensive, dipendenti dalla quantità di materia nel sistema, o intensive, indipendenti dalla quantità di materia
La variazione di una funzione di stato è determinata dagli stati iniziale e finale del sistema e non dal percorso seguito durante la trasformazione
L'energia in un sistema chimico si manifesta come energia cinetica, associata al movimento delle particelle, e come energia potenziale, legata alle forze di interazione tra le particelle
L'energia interna è la somma di energia cinetica e potenziale ed è una funzione di stato estensiva
La variazione di energia interna è la differenza tra l'energia interna finale e quella iniziale e rappresenta l'energia scambiata durante un processo
Il calore è l'energia trasferita a causa di una differenza di temperatura, mentre il lavoro è l'energia trasferita a seguito di una forza che causa un movimento
Il primo principio della termodinamica afferma che la variazione di energia interna di un sistema è uguale alla somma del calore scambiato e del lavoro compiuto sul sistema o dal sistema
Calore e lavoro non sono funzioni di stato e il loro valore dipende dal percorso della trasformazione
L'entalpia è una funzione di stato che rappresenta l'energia totale di un sistema a pressione costante
La variazione di entalpia è particolarmente importante nelle reazioni chimiche che avvengono a pressione costante, poiché il calore scambiato a pressione costante è uguale alla variazione di entalpia
L'entalpia standard di formazione è la variazione di entalpia quando una mole di un composto viene formata dagli elementi in condizioni standard
Il calore scambiato durante una reazione chimica può essere misurato con un calorimetro, che può operare a volume costante o a pressione costante
La quantità di calore è determinata dalla massa del campione, dal suo calore specifico e dalla variazione di temperatura che subisce
La calorimetria permette di calcolare le variazioni di energia interna o di entalpia associate a una reazione chimica
Gli scambi di calore in una reazione chimica sono il risultato della rottura e formazione di legami chimici
Una reazione è endotermica se richiede un assorbimento di energia per rompere i legami, mentre è esotermica se rilascia energia durante la formazione di nuovi legami
L'entalpia standard di formazione di un composto è un indicatore della sua stabilità energetica rispetto agli elementi da cui è formato
00
I sistemi in termodinamica si dividono in aperti, chiusi o ______, basandosi sul loro scambio di materia ed energia con l'esterno.
isolati
01
Definizione di funzioni di stato
Variabili che descrivono condizioni di un sistema termodinamico, determinate solo da stati iniziale e finale.
02
Esempi di funzioni di stato intensive
Temperatura e pressione, non dipendono dalla quantità di materia.
