8. Thermochemistry: Chemical Energy
§8.1 Energy and Its Conservation
Energie: Capaciteit om een bepaalde actie uit te voeren of warmte te leveren.
Kinetische energie 𝑬𝒌 : Energie die een voorwerp in zich heeft door een beweging uit te voeren.
1
𝐸𝑘 = 𝑚𝑣 2
2
Potentiële energie 𝑬𝒑 : Energie die in een voorwerp is opgeslagen ten gevolge van de plaats van het
voorwerp in een bepaalde toestand. 𝐸𝑝 = 𝑚 ∙ 𝑔 ∙ ℎ
De eerste wet van thermodynamica: Energie kan er niet zomaar bijkomen of verdwijnen – de
energie wordt omgezet in een andere vorm van energie. De totale energie E blijft constant in een
gesloten systeem. Een perfect geïsoleerd systeem bestaan niet.
Thermodynamica: De uitwisseling van warmte (=energie).
Chemische energie: De energie die is opgeslagen in de moleculen van de stof.
Temperatuur/thermische energie: De snelheid van bewegende moleculen/atomen (kinetische
energie).
- Bewegen de moleculen/atomen langzaam, dan is het voorwerp koud.
- Bewegen de moleculen/atomen snel, dan is het voorwerp warm.
Warmte: De hoeveelheid thermische energie dat wordt overgedragen van het ene aan het andere
voorwerp als gevolg van een verschil in temperatuur tussen de twee voorwerpen. Stroom van
thermische energie.
§8.2 Internal energy and state functions
Interne energie: De som van alle vormen van energie die aanwezig zijn in het systeem. Veranderd
wanneer:
1. Thermisch contact: Het systeem neemt warmte op of staat het af.
2. Mechanisch contact: Het systeem verricht arbeid of er wordt arbeid op het systeem verricht.
Dus ∆𝐸 = 𝑞 + 𝑤.
Ook ∆𝐸 = 𝐸𝑒𝑖𝑛𝑑 − 𝐸𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛 .
- Energie die het systeem verlaat zorgt ervoor dat 𝐸𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 < 𝐸𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛 , dus reactie is exotherm.
- Energie die in het systeem komt zorgt ervoor dat 𝐸𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 > 𝐸𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛 , dus reactie is endotherm.
Toestandsfunctie: Functie waarvan de waarde afhangt van de toestand waarin het systeem zich
bevindt en onafhankelijk is van de manier hoe die toestand is bereikt (niet afhankelijk van de weg er
naar toe).
- Een proces over tijd is geen toestandsfunctie.
- Er gaat altijd energie in of energie uit.
Systeem: De beginnende reactie en de resterende producten.
§8.3 Expansion work
- Volume van het gas neemt toe er wordt arbeid verricht op de omgeving (w is negatief)
interne energie neemt af (∆E is negatief).
- Volume van het gas neemt af door omgeving er wordt arbeid verricht op het systeem (w is
positief) interne energie neemt toe (∆E is positief).
𝑤 = 𝐹 ∙ 𝑑 met 𝐹 = 𝐴 ∙ 𝑝
𝑤 = −𝑝∆𝑉
- Als w negatief is, dan gaat de energie het systeem uit en werkt het op de omgeving.
- Als w positief is, dan gaat de energie het systeem in en werkt het op het systeem.
§8.1 Energy and Its Conservation
Energie: Capaciteit om een bepaalde actie uit te voeren of warmte te leveren.
Kinetische energie 𝑬𝒌 : Energie die een voorwerp in zich heeft door een beweging uit te voeren.
1
𝐸𝑘 = 𝑚𝑣 2
2
Potentiële energie 𝑬𝒑 : Energie die in een voorwerp is opgeslagen ten gevolge van de plaats van het
voorwerp in een bepaalde toestand. 𝐸𝑝 = 𝑚 ∙ 𝑔 ∙ ℎ
De eerste wet van thermodynamica: Energie kan er niet zomaar bijkomen of verdwijnen – de
energie wordt omgezet in een andere vorm van energie. De totale energie E blijft constant in een
gesloten systeem. Een perfect geïsoleerd systeem bestaan niet.
Thermodynamica: De uitwisseling van warmte (=energie).
Chemische energie: De energie die is opgeslagen in de moleculen van de stof.
Temperatuur/thermische energie: De snelheid van bewegende moleculen/atomen (kinetische
energie).
- Bewegen de moleculen/atomen langzaam, dan is het voorwerp koud.
- Bewegen de moleculen/atomen snel, dan is het voorwerp warm.
Warmte: De hoeveelheid thermische energie dat wordt overgedragen van het ene aan het andere
voorwerp als gevolg van een verschil in temperatuur tussen de twee voorwerpen. Stroom van
thermische energie.
§8.2 Internal energy and state functions
Interne energie: De som van alle vormen van energie die aanwezig zijn in het systeem. Veranderd
wanneer:
1. Thermisch contact: Het systeem neemt warmte op of staat het af.
2. Mechanisch contact: Het systeem verricht arbeid of er wordt arbeid op het systeem verricht.
Dus ∆𝐸 = 𝑞 + 𝑤.
Ook ∆𝐸 = 𝐸𝑒𝑖𝑛𝑑 − 𝐸𝑏𝑒𝑔𝑖𝑛 .
- Energie die het systeem verlaat zorgt ervoor dat 𝐸𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 < 𝐸𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛 , dus reactie is exotherm.
- Energie die in het systeem komt zorgt ervoor dat 𝐸𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙 > 𝐸𝑖𝑛𝑡𝑒𝑟𝑛 , dus reactie is endotherm.
Toestandsfunctie: Functie waarvan de waarde afhangt van de toestand waarin het systeem zich
bevindt en onafhankelijk is van de manier hoe die toestand is bereikt (niet afhankelijk van de weg er
naar toe).
- Een proces over tijd is geen toestandsfunctie.
- Er gaat altijd energie in of energie uit.
Systeem: De beginnende reactie en de resterende producten.
§8.3 Expansion work
- Volume van het gas neemt toe er wordt arbeid verricht op de omgeving (w is negatief)
interne energie neemt af (∆E is negatief).
- Volume van het gas neemt af door omgeving er wordt arbeid verricht op het systeem (w is
positief) interne energie neemt toe (∆E is positief).
𝑤 = 𝐹 ∙ 𝑑 met 𝐹 = 𝐴 ∙ 𝑝
𝑤 = −𝑝∆𝑉
- Als w negatief is, dan gaat de energie het systeem uit en werkt het op de omgeving.
- Als w positief is, dan gaat de energie het systeem in en werkt het op het systeem.
