Енергия, топлина и работа
Развитието на термодинамиката не е осъществено, докато понятията за енергия, работа и топлина не бъдат диференцирани и изяснени.
1- Как се измерва енергията?
The Енергия тя е известна като способността на системата да произвежда работа. Всяка химическа система при дадено налягане и температура има: количество енергия, която е макроскопски измерима, и количество енергия, складирана вътре в нея поради нейния състав, което се нарича вътрешна енергия.
Най-известната единица енергия е калории (кал) и съответства на количеството енергия, необходимо за повишаване на температурата на 1 g вода с 1 ° C. Тъй като това количество енергия е много малко, то килокалория (kcal), като се има предвид, че 1 kcal е равно на 1000 кал.
Международната система (S.I) обаче определя, че единицата енергия е Джоул (J).
1.1- Какво е вътрешна енергия?
Общата енергия на системата е сбор от всички кинетични енергии (Ек) и потенциални енергии (Ep) на съставните му части и е известен като вътрешна енергия на системата (U), което съответства на функция на състоянието. Тъй като системите са изградени от голям брой атоми, йони или молекули, е трудно да се измери количеството и разнообразието от движения и взаимодействия, които имат, или точната енергия на системата. Следователно това, което може да бъде измерено, са промените във вътрешната енергия, които съпътстват физическите и химичните процеси, като я определят като разлика между вътрешната енергия на системата в края на процеса и тази, която е имала в началото:
U = U (окончателно) - U (първоначално)
Единиците за вътрешна енергия, както и други термодинамични величини, са съставени от три части; число, единица, която дава величината на промяната и знак, който дава посоката. По този начин е ясно, че енергията, която една система губи, трябва да бъде получена от околната среда и обратно:
При химична реакция първоначалното състояние на системата се отнася до реагентите, а крайното състояние към продуктите:
Когато енергийното съдържание на продуктите е по-малко от това на реагентите, вътрешната енергия за процеса е отрицателна. Това предполага, че вътрешната енергия на реагентите е по-голяма от тази на продукта:
2- Какво е работа?
Обикновено, когато говорим за работа, се разбира, че трябва да използваме мускулите си, изразходвайки голямо количество енергия или да положим определени усилия, за да изпълним дадена задача. В химическо отношение обаче работата е свързана с количеството сила, умножено по разстоянието на тази сила:
W = F • d