Химическая термодинамика
Химическая термодинамика изучает превращения энергии и энергетические эффекты, сопровождающие химические и физические процессы, а также возможность и направление самопроизвольного протекания процесса. Химическая термодинамика является основой современной химии.
Система - тело или группа тел, находящихся во взаимодействии с окружающей средой и мысленно обособляемых от нее (вода в стакане). Если такая система не обменивается веществом со средой (стакан покрыт крышкой), она называется закрытой . Если же система имеет постоянный объем и рассматривается как лишенная возможности обмена веществом и энергией с окружающей средой (вода в термосе), такая система называется изолированной.
Внутренняя энергия U - общий запас энергии, включая движение молекул, колебания связей, движение электронов, ядер и. д., т.е. все виды энергии кроме кинетической и потенциальной энергии системы в целом.
Внутреннюю энергию нельзя определить, поскольку у системы нельзя отнять всю энергию.
Изучением тепловых эффектов занимается термохимия.
Процессы могут протекать либо при постоянном объеме V=const, либо при постоянном давлении p=const. Последнее наиболее часто, в биологии - всегда. Поэтому и тепловые эффекты будут различаться Qv и Qp .
Закон сохранения энергии гласит:
Q = DU + A (1)
где А работа, производимая системой. В химическом процессе А - работа расширения. A = pDV, тогда обозначим U + pV = H (2)
H - энтальпия или теплосодержание расширенной системы.
Тогда Qv = DU, a Qp = DH - изменение энтальпии системы.
Энтальпия - характеристика состояния системы, сама по себе как и U не может быть определена. Имеем дело только с ее изменениями.