I sistemi termodinamici

I sistemi termodinamici

Il termine sistema viene qui impiegato per descrivere la regione di spazio cui vengono limitate le nostre osservazioni. Tutto ciò che non appartiene al sistema è detto ambiente esterno o intorno del sistema. Il sistema più il suo intorno costituiscono complessivamente l'universo.

In linea di principio l'universo è costituito dall'universo propriamente detto, ma in pratica con questo termine si indica solo il sistema e quella parte dell'ambiente esterno con cui il sistema è a diretto contatto. Un sistema chimico è tipicamente composto dalle specie chimiche coinvolte nella reazione, mentre possiamo in pratica limitare l'ambiente esterno al recipiente che le contiene ed alla porzione di spazio circostante con cui il sistema intrattiene eventuali scambi di energia e/o di materia.

a) Si definiscono aperti i sistemi in grado di scambiare energia e materia con l'ambiente

b) Si definiscono chiusi i sistemi in grado di scambiare solo energia con l'ambiente

c) Si definiscono isolati i sistemi che non sono in grado di effettuare scambi con l'ambiente.

Come tutti i sistemi anche un sistema chimico possiede energia.

L'energia viene definita come la capacità di compiere lavoro o di trasferire calore.  Le unità di misura dell'energia sono quindi le stesse del lavoro e del calore.

Il calore (q) è l'energia termica trasferita tra il sistema e l'ambiente come risultato di differenze di temperatura.

Il lavoro (w) è l'energia trasferita tra il sistema e l'ambiente come risultato di una forza che opera su una distanza.

lavoro = forza x distanza

Le unità di misura maggiormente utilizzate in chimica sono il joule ( 1 J = Newton ^. metro = 1 kg ^. m^{2 .} s^-2) e la caloria (1 cal = energia necessaria per aumentare di 1°C la temperatura di 1 g d'acqua)

1 cal   = 4,184 J