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Primo principio della termodinamica

Il primo principio della termodinamica (enunciato da Clausius) afferma l’impossibilità di creare e di distruggere energia, che può invece essere trasformata da una forma a un’altra.

Come conseguenza, un sistema può variare il proprio contenuto di energia solo attraverso scambi di calore e di lavoro con l’ambiente:

ΔU=Q-L

dove ΔU è la variazione di energia interna subita dal sistema durante la trasformazione; Q è la quantità di calore scambiata con l’ambiente (è positiva se passa dall’ambiente al sistema) e L il lavoro in gioco nella trasformazione (è positivo se compiuto dal sistema).

L’energia interna è una funzione di stato (si noti che Q ed L non lo sono, ma lo è la loro differenza). Se sono coinvolti dei gas e si lavora a pressione costante, il lavoro meccanico è dato dal prodotto della pressione per la variazione di volume.

L=P·(V2-V1).

A questo punto la termodinamica introduce un’altra funzione di stato, l’entalpia definita come

H=U+P·V.

L’entalpia (contenuto termico del sistema) è importante perché la sua variazione rappresenta il calore di reazione misurato a pressione costante. Poiché le reazioni chimiche avvengono generalmente a pressione costante, si considera il calore scambiato (calore di reazione) pari alla variazione di entalpia:

ΔH=Q.

 

Indice materie – Chimica – Primo principio della termodinamica – Continua

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