Термохимия, типы систем и закон сохранения энергии

Энергия очень важна в нашей жизни, где мы не можем выполнять различные действия (умственные или мышечные) без энергии, производимой от сжигания сахара внутри нашего тела, мы не можем готовить пищу без тепловой энергии, производимой от сжигания естественного газ.

Существуют различные формы энергии, такие как химическая энергия, тепловая энергия, энергия света, электрическая энергия и кинетическая энергия. Несмотря на эту классификацию энергии на различные формы, между всеми этими формами существует взаимосвязь, поскольку энергия преобразуется из одной форма к другому, это приводит нас к закону сохранения энергии.

Закон сохранения энергии

Энергия при любом физическом или химическом изменении не может быть ни создана, ни уничтожена, но она трансформируется из одной формы в другую.

Наука термохимия

Все химические реакции и физические изменения сопровождаются изменениями в энергии , Термохимия является филиалом термодинамики, связанной с этими изменениями.

Термохимия — это наука, которая занимается тепловыми изменениями, сопровождающими химические изменения (реакции) и физические изменения , термодинамика — это наука, которая занимается изучением энергии и того, как она передается.

Растворение соли нитрата аммония в воде представляет собой физическое изменение . Сочетание водорода и кислорода с образованием воды представляет собой химическое изменение (реакцию ).

Прежде чем изучать, как мы можем рассчитать тепловые изменения, сопровождающие химические и физические изменения , мы должны знать следующие основные понятия: система и окружение, первый закон термодинамики, температура и тепло , удельная теплоемкость .

Система и окружение

Система — это часть Вселенной, выбранная для изучения, в которой происходят физические или химические изменения. Окружающая часть — это часть вне системы, которая обменивается энергией с системой в форме тепла или работы.

Химические реакции сопровождаются изменениями энергии (высвобождение или поглощение), этот обмен энергией происходит между реакционной смесью и ее окружением, где:

• Система выражает реагенты и продукты.
• Граница системы выражает стенку емкости (колбы или пробирки), в которой происходит реакция.
• Окружение выражает среду, окружающую реакционный сосуд (лабораторию).

Типы систем

Системы классифицируются в соответствии с их способностью обмениваться энергией или веществом с окружающей средой на открытую систему, закрытую систему и изолированную систему, открытая система — это система, которая свободно обменивается материей и энергией с окружающей средой, закрытая система — это система, которая обменивается энергией ( но не имеет значения) с его окружением в виде тепла или работы.

Изолированная система — это система, которая не обменивается ни энергией, ни материей с окружающей средой. Система не взаимодействует с окружающей средой . Медицинский термометр считается замкнутой системой, поскольку он позволяет обмениваться энергией только с окружающей средой в виде тепла. .

Первый закон термодинамики

Любое изменение энергии системы Δ E system сопровождается изменением окружающей энергии Δ E окружающей среды на аналогичное значение, но с противоположным знаком, чтобы общая энергия оставалась постоянной.

Δ E система = — Δ E окружающая

Первый закон термодинамики включает изучение обмена энергией между изолированной системой и ее окружением.

Первый закон термодинамики: полная энергия изолированной системы постоянна, даже если система переходит из одного состояния в другое.

Тепло и температура

Вы можете прочитать эту статью о калориметре сгорания (бомба), удельной теплоемкости и расчете количества тепла.