Obiettivo di Apprendimento
- Descrivere la prima legge della termodinamica
Punti Chiave
- Secondo la prima legge della termodinamica, la quantità totale di energia dell’universo è costante.
- L’energia può essere trasferita da un luogo all’altro o trasformata in forme diverse, ma non può essere creata o distrutta.,
- Gli organismi viventi si sono evoluti per ottenere energia dall’ambiente circostante in forme che possono trasferire o trasformare in energia utilizzabile per fare lavoro.
Termini
- Funzionauna misura di energia spesa spostando un oggetto, di solito considerata come forza volte distanza. Nessun lavoro viene eseguito se l’oggetto non si muove.
- prima legge della termodinamicauna versione della legge di conservazione dell’energia, specializzata per sistemi termodinamici, che afferma che l’energia di un sistema isolato è costante e non può essere né creata né distrutta.,
La termodinamica è lo studio dell’energia termica e di altri tipi di energia, come il lavoro, e dei vari modi in cui l’energia viene trasferita all’interno dei sistemi chimici. “Thermo -” si riferisce al calore, mentre “dynamics” si riferisce al movimento.
La prima legge della termodinamica
La prima legge della termodinamica riguarda la quantità totale di energia nell’universo. La legge afferma che questa quantità totale di energia è costante. In altre parole, c’è sempre stata, e sempre ci sarà, esattamente la stessa quantità di energia nell’universo.
L’energia esiste in molte forme diverse., Secondo la prima legge della termodinamica, l’energia può essere trasferita da un luogo all’altro o cambiata tra forme diverse, ma non può essere creata o distrutta. I trasferimenti e le trasformazioni di energia avvengono intorno a noi tutto il tempo. Ad esempio, le lampadine trasformano l’energia elettrica in energia luminosa e le stufe a gas trasformano l’energia chimica dal gas naturale in energia termica. Le piante eseguono una delle trasformazioni di energia più biologicamente utili sulla Terra: convertono l’energia della luce solare nell’energia chimica immagazzinata all’interno delle molecole organiche.,
Il sistema e dintorni
La termodinamica divide spesso l’universo in due categorie: il sistema e i suoi dintorni. In chimica, il sistema si riferisce quasi sempre a una data reazione chimica e al contenitore in cui si svolge. La prima legge della termodinamica ci dice che l’energia non può essere né creata né distrutta, quindi sappiamo che l’energia che viene assorbita in una reazione chimica endotermica deve essere stata persa dall’ambiente circostante., Al contrario, in una reazione esotermica, il calore che viene rilasciato nella reazione viene emesso e assorbito dall’ambiente circostante. Dichiarato formalmente, abbiamo:
\Delta E=\Delta E_{sys}+\Delta E_{n}=0
Calore e lavoro
Sappiamo che i sistemi chimici possono assorbire calore dall’ambiente circostante, se la reazione è endotermica, o rilasciare calore all’ambiente circostante, se la reazione è esotermica. Tuttavia, le reazioni chimiche sono spesso utilizzate per lavorare invece di scambiare calore. Ad esempio, quando il combustibile per razzi brucia e fa sì che una navetta spaziale si sollevi da terra, la reazione chimica, spingendo il razzo, sta facendo il lavoro applicando una forza su una distanza.,
Se hai mai assistito a un video di una navetta spaziale che si solleva, la reazione chimica che si verifica rilascia anche enormi quantità di calore e luce. Un’altra forma utile della prima legge della termodinamica riguarda il calore e il lavoro per il cambiamento di energia del sistema interno:
\Delta E_{sys}=Q+W
Mentre questa formulazione è più comunemente usata in fisica, è ancora importante sapere per la chimica.,
