ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Παρουσίαση με θέμα: "ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ
Η ενέργεια ούτε δημιουργείται, ούτε καταστρέφεται. Μπορεί μόνο να ΜΕΤΑΤΡΕΠΕΤΑΙ από μια μορφή σε άλλη ή να ΜΕΤΑΦΕΡΕΤΑΙ από ένα σώμα σε άλλο. ΑΡΧΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ Ο ¨οργανωμένος¨ τρόπος μεταφοράς-μετατροπής ενέργειας ονομάζεται έργο, ενώ ο ¨ανοργάνωτος¨ τρόπος μεταφοράς ενέργειας λέγεται θερμότητα.

2 Θερμότητα χαρακτηρίζουμε την ενέργεια που μεταφέρεται από ένα σώμα ψηλής θερμοκρασίας σε σώμα χαμηλότερης θερμοκρασίας. Με τον όρο θερμική ενέργεια χαρακτηρίζουμε την κινητική ενέργεια που έχει το σύνολο των σωματιδίων που αποτελούν ένα χημικό σύστημα. Η θερμότητα εφόσον θεωρείται ότι είναι είδος μεταφερόμενης ενέργειας μετριέται σε Joules ή σε θερμίδες (calories). Μία θερμίδα (calorie) είναι το ποσό θερμότητας που χρειάζεται για να ανέβει η θερμοκρασία ενός gr νερού κατά ένα βαθμό Κελσίου (ή Kelvin) και μάλιστα από τους 14,5ο στους 15,5ο C, και είναι ίση με 4,184 Joules. Θερμότητα Θερμική ενέργεια Θερμίδα

3 Είναι το εκτός του συστήματος υπόλοιπο μέρος του υλικού κόσμου.
Σύστημα Είναι το μέρος του υλικού κόσμου που ενδιαφέρει να μελετηθεί. Σε μία χημική αντίδραση το σύστημα που ενδιαφέρει να μελετηθεί είναι τα αντιδρώντα και τα προϊόντα της. Περιβάλλον Είναι το εκτός του συστήματος υπόλοιπο μέρος του υλικού κόσμου. Σύστημα και περιβάλλον όπου γίνεται ανταλλαγή ενέργειας αλλά όχι ύλης. Το σύστημα χαρακτηρίζεται κλειστό. Σύστημα Περιβάλλον

4 Απομονωμένο ή μονωμένο : Είναι το σύστημα που δεν μπορεί να ανταλλάξει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του. Ανοικτό σύστημα : Είναι το σύστημα που ανταλλάσσει ύλη και ενέργεια με το περιβάλλον του. Κλειστό σύστημα : Είναι αυτό που ανταλλάσσει μόνο ενέργεια με το περιβάλλον του. Η ανταλλαγή ενέργειας μπορεί να γίνει με την μορφή θερμότητας ή έργου. Στη χημική θερμοδυναμική ασχολούμαστε συνήθως με κλειστά συστήματα. Κλειστό σύστημα θεωρούμε λοιπόν κάθε φυσικό σύστημα σωμάτων στο οποίο δεν υπάρχει μεταφορά μάζας διαμέσου των ορίων του. Με άλλα λόγια δεν υπάρχει ανταλλαγή μάζας μεταξύ συστήματος και περιβάλλοντος. ΑΝΟΙΚΤΟ ΚΛΕΙΣΤΟ ΜΟΝΩΜΕΝΟ

5 Φαινόμενο = Μεταβολή Ένα χημικό φαινόμενο (χημική αντίδραση) έχει σαν αποτέλεσμα την μεταβολή της σύστασης ενός χημικού συστήματος δηλαδή την δημιουργία νέων χημικών ουσιών (προϊόντων) λόγω ανακατανομής των ατόμων που αποτελούσαν τα μόρια των αρχικών σωμάτων (αντιδρώντων). Κάθε φαινόμενο συνοδεύεται από μεταβολή μορφών ενέργειας και από μεταφορά ποσοτήτων ενέργειας από ένα σύστημα σε άλλο. Επειδή η συνολική ενέργεια ούτε καταστρέφεται, ούτε δημιουργείται, είναι ανάγκη να μάθουμε να «τηρούμε τα λογιστικά » σε τέτοιες ενεργειακές μεταβολές.

6 Θερμοχημεία είναι ο κλάδος της χημείας που ερευνά τις ενεργειακές μεταβολές που συμβαίνουν στις χημικές αντιδράσεις. Ειδικότερα υπολογίζει τις ποσότητες θερμότητας που εκλύονται ή απορροφώνται και μελετά τις αρχές και τους νόμους που διέπουν τις εναλλαγές της ενέργειας. ΘΕΡΜΟΧΗΜΕΙΑ Ορισμός θερμοχημείας

7 Η συμβολική γραφή μιας χημικής αντίδρασης ονομάζεται χημική εξίσωση
Όταν σε μία χημική εξίσωση εκτός από τα αντιδρώντα και τα προϊόντα αναγράφεται και η ενέργεια (θερμότητα) που εκλύεται ή απορροφάται τότε η συμβολική γραφή του φαινομένου χαρακτηρίζεται θερμοχημική εξίσωση. Αντιδράσεις που εκλύουν θερμότητα χαρακτηρίζονται εξώθερμες, ενώ αντιδράσεις που απορροφούν θερμότητα ενδόθερμες. Υπάρχουν και μερικές αντιδράσεις που εκλύουν ή απορροφούν πολύ λίγη θερμότητα (πρακτικά αμελητέα ποσότητα). Οι αντιδράσεις αυτές λέγονται θερμοουδέτερες. Εξώθερμες ενδόθερμες

8 Αντιδράσεις που εκλύουν θερμότητα χαρακτηρίζονται εξώθερμες, ενώ αντιδράσεις που απορροφούν θερμότητα ενδόθερμες. Ισχυρά εξώθερμη Ισχυρά ενδόθερμη Θειοκυανικό αμμώνιο αναμιγνύεται με υδροξείδιο του βαρίου. Ρίχνουμε λίγο νερό πάνω σε μια ξύλινη βάση. Η βάση του ποτηριού γίνεται αρκετά κρύα ώστε να παγώσει το νερό και η βάση να κολλήσει στο ποτήρι. Αντίδραση ανάμεσα σε αργίλιο και βρώμιο.

9 Σε μια ενδόθερμη αντίδραση:
Στις χημικές αντιδράσεις μας ενδιαφέρει η μεταβολή της ενέργειας του συστήματος και όχι οι ενέργειες αντιδρώντων και προϊόντων. Αυτή η μεταβολή ενέργειας είναι γνωστή σαν μεταβολή ενθαλπίας και την συμβολίζουμε ΔΗ. Η μεταβολή της ενθαλπίας ΔΗ ισούται με το απορροφούμενο ή εκλυόμενο ποσό θερμότητας q, εφόσον η αντίδραση πραγματοποιείται υπό σταθερή πίεση. Σε μια ενδόθερμη αντίδραση: Η μεταβολή της ενθαλπίας ΔΗ=Ητελ-Ηαρχ> 0 γιατί Ητελ> Ηαρχ Σε μια εξώθερμη αντίδραση: Η μεταβολή της ενθαλπίας ΔΗ=Ητελ-Ηαρχ< 0 γιατί Ητελ< Ηαρχ Μεταβολή ενθαλπίας

10 Μεταφορά ενέργειας από το περιβάλλον στο σύστημα.
ΔΗ Ενθαλπία προϊόντων Ενθαλπία αντιδρώντων ΔΗ Ενθαλπία αντιδρώντων Ενθαλπία προϊόντων ΕΝΔΟΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΔΗ>0 ΕΞΩΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΔΗ<0 Στη συγκεκριμένη θεώρηση ο παρατηρητής βρίσκεται μέσα στο σύστημα, «μετράει» το ΔΗ. Μεταφορά ενέργειας από το σύστημα στο περιβάλλον.

11 Μεταφορά θερμικής ενέργειας q από το περιβάλλον στο σύστημα.
ΔΗ Ενθαλπία προϊόντων Ενθαλπία αντιδρώντων ΔΗ Ενθαλπία αντιδρώντων Ενθαλπία προϊόντων ΕΝΔΟΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ ΔΗ>0 ΕΞΩΘΕΡΜΗ ΑΝΤΙΔΡΑΣΗ q < 0 ΔΗ<0 Στη συγκεκριμένη θεώρηση ο παρατηρητής βρίσκεται στο περιβάλλον, «μετράει» το q. q > 0 Μεταφορά θερμικής ενέργειας q από το σύστημα στο περιβάλλον.