Termodinamikaren Lehenengo Printzipioa eta Entalpia

1. Termodinamikaren Lehenengo Printzipioa / Barne Energia

Barne energia (U): Sistema termodinamiko batek une batean duen energia guztien batura da.

Balio hau ezin da neurtu, baina aldaketak (ΔU) zehaztu daitezke. Energiaren kontserbazio-printzipioa kontuan izanik, ondorengo printzipioa definitzen da:

Termodinamikaren Lehenengo Printzipioa:

Sistema baten barne-energiaren aldaketa, sistemaren eta ingurunearen artean trukatutako beroaren (Q) eta sistemak egindako edo sistemaren gainean egindako lanaren (W) batura da.

ΔU = Q + W

ΔU = U - U_o (erreakzio batean: ΔU = Σ U _produktuak - Σ U _erreaktiboak)

• ΔU > 0: Erreakzio endotermikoa
• ΔU < 0: Erreakzio exotermikoa

Sistema baten barne-energiaren aldaketa kuantitatiboki determinatzeko, aldagai bakoitzari dagokion zeinua kontuan hartu behar da. Horrela:

• Ingurunetik sistemaranzko bero- eta lan-fluxuak positiboak kontsideratuko dira, lana bere gainean egiten bada eta beroa jasotzen badu: Q > 0 eta W > 0
• Sistematik inguruneranzko bero- eta lan-fluxuak negatiboak kontsideratuko dira, lana berak egiten badu eta beroa galtzen badu: Q < 0 eta W < 0

2. Entalpia (H)

Erreakzio batean ematen den bero-trukea, presioa konstante mantentzen denean.

Egoera-funtzio hauen aldaketak kalkulatzen direnez: ΔH = ΔU + pΔV

Erreakzio-beroa presio konstantean (Q_p) eta erreakzio baten entalpia-aldaketa berdinak dira. Azken hau egoera-funtzioa denez:

Q_p = ΔH eta ΔH_r = ΔH = Σ H _produktuak - Σ H _erreaktiboak

• Erreakzio endotermikoa bada: ΔH > 0 (positiboa)
• Erreakzio exotermikoa bada: ΔH < 0 (negatiboa)

Entalpia Estandarra: ΔH⁰

Motak:

• Erreakzioaren entalpia-aldaketa: Erreakzioan ematen den bero-trukea, presioa konstantea denean.
• Formazio- edo eraketa-entalpia estandarra (ΔH⁰_f): Egoera estandarrean dauden osagaietatik abiatuta, mol bat substantzia eratzeko erreakzioaren entalpia. Konposatu bakoitzak berea izango du.

Elementu kimikoen eraketa-entalpia 0 da.

• Lotura-energia edo lotura-entalpia: Gas-egoeran erreakzionatzen duten bi atomoren arteko lotura kobalente mol bat sortzean askatzen den energia.