Przeczytaj
Czym jest termochemia?
Nauka zajmująca się badaniem efektów energetycznych, które towarzyszą reakcji chemicznej i przemianom fazowym to termochemiatermochemia lub termodynamika chemiczna. Dziedzina ta bada ciepło uwalniane lub pochłaniane w trakcie przebiegu reakcji chemicznych. Efekty energetyczne tych procesów dotyczą układuukładu oraz jego otoczenia.
UkładUkład to wyodrębniona część we wszechświecie, która jest przedmiotem badań i obserwacji. Przykładem układu może być szampon w butelce, woda z lodem, balon z gazem, kolbka, w której zachodzi reakcja. Otoczeniem jest wszystko to, co nie jest układem. Stan układu można opisać za pomocą wielkości fizycznych (np. ciśnienie, temperatura, objętość i skład). Ze względu na sposób wymiany energii przez układ z otoczeniem można wyróżnić trzy rodzaje układów:
Układ otwarty
Układ otwartyUkład otwarty można porównać np. do gotującej się zupy w garnku lub otwartej zlewki, w której zachodzi reakcja. W takiej sytuacji łatwo może zajść wymiana masy z otoczeniem (np. poprzez dodanie składnika lub jego wyjęcie ). Zmiana energii jest nieco bardziej skomplikowana niż wymiana masy. Energię można zmieniać na kilka sposobów: dostarczając energię jako ciepło lub wykonując pracę, czyli np. można zwiększyć temperaturę układu. Natomiast przykładem zmiany energii z wykonaniem pracy może być mieszanie (kiedy używane jest mieszadło, ciecz jest przesuwana pod wpływem siły).
Układ zamknięty
Przykładem układu zamkniętegoukładu zamkniętego może być np. szczelnie zamknięta kolba, w której zachodzi reakcja albo garnek z gotującą się zupą, przykryty pokrywką, albo bateria elektryczna czy termometr rtęciowy. Wymiana masy z otoczeniem nie jest możliwa, jednak układ może wymieniać energię z otoczeniem. Może być ona wymieniana w taki sam sposób, jak opisano w układzie otwartym.
Układ izolowany
Przybliżony przykład układu izolowanegoukładu izolowanego to termos – jest to naczynie izolowane termicznie, gdzie nie następuje ani wymiana masy, ani energii z otoczeniem.
Energia układu
Układ może być scharakteryzowany (opisany) przez podanie wartości opisującej go energii. Energia ta nazywana jest energią całkowitą (podział energii również można podać graficznie – schemat). Jest ona sumą energii kinetycznejenergii kinetycznej EIndeks dolny kk (związana z ruchem indywiduów chemicznych), energii potencjalnejenergii potencjalnej EIndeks dolny pp (związana z położeniem indywiduów chemicznych) oraz energii wewnętrznej U (energia indywiduów chemicznych wchodzących w skład układu). Energia całkowita EIndeks dolny cc jest sumą wszystkich wymienionych energii.
Słownik
część energii układu, jest zależna od rozmieszczenia elementów układu i ich położenia
część energii układu, zależna od jego prędkości
(wł. termo „temperatura”; chimico „chemiczny”) dział chemii, który zajmuje się efektami energetycznymi reakcji chemicznych i przemian fazowych
wyodrębniona część przestrzeni, której zawartość jest badana lub obserwowana
układ, w którym może nastąpić wymiana z otoczeniem zarówno energii, jak i masy
układ, w którym może nastąpić tylko wymiana energii z otoczeniem
układ, w którym nie ma wymiany ani energii, ani masy z otoczeniem
suma energii kinetycznej, energii potencjalnej oraz energii wewnętrznej układu
suma energii wszystkich składników układu