Chimica fisica 1 (1°)

chimica

Sistema, ambiente e universo

spazio che ci interessa + il resto = universo.

Sistema aperto, chiuso o isolato.

Variabili di stato

Grandezze fisiche che determinano stato termodinamico di sistema (x variabili indipendenti = x gradi di libertà). Sono coordinate di stato termodinamico in diagramma di stato (punto), utile fissare alcune variabili.

Stati notevoli.

• stato di equilibrio: stato termodinamico le cui variabili macroscopiche non cambiano nel tempo, è stabile.

• Stato di riferimento di sostanza: forma + stabile alla T del sistema e 1 bar

• Stato standard di sostanza: forma pura di quella sostanza alla T del sistema e alla pressione di 1 bar.

Se in reaz ho tutto ai loro stati standard, E di reaz sono E standard (E°), assumo che siano puri e con frazione molare unitaria.

Trasformazioni.

Cambiamento di stato termodinamico, isoterma, isobara e isocora. Processo termodinamico: serie di trasformazioni / finale = iniziale => ciclo termodinamico.

• Trasformazioni irreversibili: la trasformazione può essere percorsa solo in un senso, tipicamente da uno stato di equilibrio ad un altro.

• Trasformazioni reversibili: successione continua di infiniti stati di equilibrio del sistema: non modifica l’ambiente e può essere percorsa nei due sensi tra lo stato iniziale e finale, non esistono.

• Trasformazioni quasi statiche: avvengono così lentamente da poter essere considerate come sequenza di stati di equilibrio.

Variabili macro e micro.

Misurate direttamente, no ipotesi atomica,- GDL/ ipotesi atomica e non misurabili direttamente, + GDL. Rimane ognuna nella sua sfera, non sono applicabili nell’altre sfera.

Pressione e volume.

Forza perpendicolare esercitata su area/ densità di energia, sempre positiva (urti verso l’esterno). p°=1 bar.

1 bar = 10⁵ Pa 1 atm = 1.01325 bar 1 atm = 760 mmHg

Sistema imperiale ha puond per square inch (psi).

Spazio a disposizione del sistema.

Temperatura.

Definisce direzione del flusso di E termica (da caldo a freddo). È energia cinetica media per GDL di particelle, +T causa +V (legge di Charles fa termometri).

Legge zero della termodinamica.

Se A è in equilibrio termico con B, e B è in equilibrio termico con C, allora anche C è in equilibrio termico con A.

Scale termometriche.

• Celsius: ghiaccio fondente - acqua in ebollizione (colonna mmHg)

• Kelvin: zero assoluto (grafico Charles dove gas ha volume nullo) T = -273.15 °C

• Fahrenheit: 0°F = equilibrio di una miscela di acqua, ghiaccio e NH₄Cl / 98,6°F = T sangue umano. °F è 1/180 tra estremi

T / ºF = (T / ºC · 9/5) + 32 T / ºC = (T / ºF – 32) · 5/9

Condizioni standard

Set di valori standard di variabili di stato, scelti come riferimento.

• STP: pressione e temperatura standard, 273.15 K + 1 bar.

• SATP:” ambientali, 298.15 K + 1 bar.

• NTP: " normali, 20°C + 1 atm.

• condizioni standard biochimiche: 298.15 K + 1 atm + pH neutro + conc unitaria di reagenti e prodotti.