La prima legge della termodinamica

La prima legge della termodinamica è una conseguenza della legge di conservazione dell'energia, che afferma che l'energia può essere trasformata da un tipo ad un altro, ma non può essere né creata né distrutta - in altre parole, l'energia dell'universo è costante.

Figura 1: La prima legge della termodinamica afferma che l'energia dell'universo è costante.

Il cambiamento di energia delle reazioni chimiche

Quando si guarda una reazione chimica, questo significa che se il sistema (le molecole che partecipano alla reazione) sperimenta un cambiamento di energia interna, ΔU, allora l'ambiente circostante (il resto dell'universo) sperimenterà un simile cambiamento di energia con segno opposto.

Il cambiamento di energia interna, ΔU, di un sistema è espresso come

ΔU = q + w

Dove q è la quantità di calore trasferito e w è il lavoro eseguito. Il segno di q e w riflette la direzione del flusso di calore e lavoro, visto dal punto di vista del sistema: se il calore fluisce nel sistema (come nel caso di una reazione endotermica) allora q è positivo, mentre il contrario è vero per una reazione esotermica. Se il lavoro viene eseguito sul sistema (come un pistone che viene spinto per comprimere il volume) allora w è positivo, mentre se il lavoro viene eseguito dal sistema (un gas che si espande per muovere un pistone) allora w è negativo.