Fächer

Fächer

Mehr

Energieumwandlung Chemie: Beispiele und Erklärungen

Öffnen

Energieumwandlung Chemie: Beispiele und Erklärungen
user profile picture

sarah🦋

@futurepharmacist

·

77 Follower

Follow

Die chemische Thermodynamik befasst sich mit Energieumwandlung und -übertragung bei chemischen Reaktionen. Sie untersucht verschiedene Energieformen und deren Umwandlungen, wie bei der Verbrennung von Treibstoffen oder der Fotosynthese. Thermodynamische Systeme werden nach ihrem Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung klassifiziert. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört, sondern nur umgewandelt werden kann. Die Änderung der inneren Energie eines Systems erfolgt durch Wärmeübertragung und mechanische Arbeit. Die Volumenarbeit spielt eine wichtige Rolle bei chemischen Reaktionen und kann berechnet werden. Die Reaktionsenthalpie und -energie hängen von der Prozessführung ab, wobei die meisten Reaktionen unter isobaren Bedingungen ablaufen.

17.8.2022

4893

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

Prozessführung und Reaktionswärme

Die Abhängigkeit der Reaktionswärme und Volumenarbeit von der Prozessführung wird für zwei Fälle betrachtet:

  1. Isochore Prozessführung (konstantes Volumen): Bei dieser Prozessführung ist die Volumenänderung ΔV = 0, und somit gilt ΔRU = Q.

  2. Isobare Prozessführung (konstanter Druck): Hier gilt ΔRU = Q + Wv, wobei Q als Reaktionsenthalpie ΔRH bezeichnet wird.

Definition: Die Reaktionsenthalpie ΔRH ist die Reaktionswärme Q bei konstantem Druck.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik lässt sich für chemische Reaktionen wie folgt formulieren: Die Änderung der inneren Energie ΔU eines Systems ist gleich der Summe der über die Systemgrenzen übertragenen Wärme Q und der verrichteten Arbeit W.

Formel: Für molare Größen gilt: ΔRUM = Qm + Wm

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

Volumenarbeit und ihre Berechnung

Die Volumenarbeit Wv ist eine wichtige Form der mechanischen Arbeit bei chemischen Reaktionen. Sie wird durch die Formel Wv = -p · ΔV beschrieben, wobei p der Druck und ΔV die Volumenänderung ist.

Beispiel: Bei der Reaktion H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) wird Volumenarbeit aufgenommen, da das Volumen abnimmt.

Die Berechnung der Volumenarbeit erfolgt unter Berücksichtigung des Normaldrucks (101.300 Pa) und des molaren Volumens (22,414 l/mol bei 0°C oder 24,5 l/mol bei 25°C).

Highlight: Eine negative Volumenarbeit bedeutet, dass das System Arbeit verrichtet, während eine positive Volumenarbeit anzeigt, dass am System Arbeit verrichtet wird.

Am Beispiel der Ammoniaksynthese wird die Berechnung der molaren Volumenarbeit demonstriert. Für die Reaktion N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) beträgt die Volumenarbeit etwa 4,54 kJ/mol.

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

Chemische Thermodynamik und Energieumwandlungen

Die chemische Thermodynamik ist die Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen. Sie untersucht verschiedene Formen der Energieumwandlung, wie mechanische, elektrische, chemische und thermische Energie.

Beispiel: Bei der Verbrennung von Treibstoffen wird chemische Energie in Wärme und mechanische Energie umgewandelt.

Thermodynamische Systeme werden in drei Kategorien eingeteilt:

  1. Offene Systeme: Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung
  2. Geschlossene Systeme: Nur Energieaustausch mit der Umgebung
  3. Abgeschlossene Systeme: Kein Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung

Definition: Die innere Energie U eines Systems ist die Summe aus kinetischer, chemischer und thermischer Energie.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erschaffen noch zerstört, sondern nur umgewandelt werden kann. Die Änderung der inneren Energie ΔU erfolgt durch Wärmeübertragung Q und mechanische Arbeit W.

Formel: ΔU = Q + W

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

Molare Reaktionsenthalpie und Reaktionsenergie

Die molare Reaktionsenthalpie ΔRHm und die molare Reaktionsenergie ΔRUm unterscheiden sich durch den Betrag der Volumenarbeit |Wv|. Sie sind gleich, wenn Wv = 0.

Highlight: Die meisten Reaktionen verlaufen unter isobaren Bedingungen (Atmosphärendruck).

Bei exothermen Reaktionen sinkt die molare Reaktionsenthalpie, die Volumenarbeit und die Wärmeenergie. Dies wird durch negative Vorzeichen gekennzeichnet.

Beispiel: Bei der Reaktion von Magnesium mit Salzsäure in einem Kolbenprober kann man beobachten, dass die Reaktion exotherm ist und Volumenarbeit verrichtet wird.

Die Unterscheidung zwischen Reaktionsenthalpie und Reaktionsenergie ist wichtig für das Verständnis thermodynamischer Prozesse und die Berechnung von Energiebilanzen in chemischen Reaktionen.

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Öffnen

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Ranked #1 Education App

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

4.9+

Durchschnittliche App-Bewertung

13 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 12 Ländern

950 K+

Schüler:innen haben Lernzettel hochgeladen

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.

Energieumwandlung Chemie: Beispiele und Erklärungen

user profile picture

sarah🦋

@futurepharmacist

·

77 Follower

Follow

Die chemische Thermodynamik befasst sich mit Energieumwandlung und -übertragung bei chemischen Reaktionen. Sie untersucht verschiedene Energieformen und deren Umwandlungen, wie bei der Verbrennung von Treibstoffen oder der Fotosynthese. Thermodynamische Systeme werden nach ihrem Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung klassifiziert. Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch zerstört, sondern nur umgewandelt werden kann. Die Änderung der inneren Energie eines Systems erfolgt durch Wärmeübertragung und mechanische Arbeit. Die Volumenarbeit spielt eine wichtige Rolle bei chemischen Reaktionen und kann berechnet werden. Die Reaktionsenthalpie und -energie hängen von der Prozessführung ab, wobei die meisten Reaktionen unter isobaren Bedingungen ablaufen.

17.8.2022

4893

 

11/12

 

Chemie

146

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Prozessführung und Reaktionswärme

Die Abhängigkeit der Reaktionswärme und Volumenarbeit von der Prozessführung wird für zwei Fälle betrachtet:

  1. Isochore Prozessführung (konstantes Volumen): Bei dieser Prozessführung ist die Volumenänderung ΔV = 0, und somit gilt ΔRU = Q.

  2. Isobare Prozessführung (konstanter Druck): Hier gilt ΔRU = Q + Wv, wobei Q als Reaktionsenthalpie ΔRH bezeichnet wird.

Definition: Die Reaktionsenthalpie ΔRH ist die Reaktionswärme Q bei konstantem Druck.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik lässt sich für chemische Reaktionen wie folgt formulieren: Die Änderung der inneren Energie ΔU eines Systems ist gleich der Summe der über die Systemgrenzen übertragenen Wärme Q und der verrichteten Arbeit W.

Formel: Für molare Größen gilt: ΔRUM = Qm + Wm

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Volumenarbeit und ihre Berechnung

Die Volumenarbeit Wv ist eine wichtige Form der mechanischen Arbeit bei chemischen Reaktionen. Sie wird durch die Formel Wv = -p · ΔV beschrieben, wobei p der Druck und ΔV die Volumenänderung ist.

Beispiel: Bei der Reaktion H₂(g) + ½O₂(g) → H₂O(l) wird Volumenarbeit aufgenommen, da das Volumen abnimmt.

Die Berechnung der Volumenarbeit erfolgt unter Berücksichtigung des Normaldrucks (101.300 Pa) und des molaren Volumens (22,414 l/mol bei 0°C oder 24,5 l/mol bei 25°C).

Highlight: Eine negative Volumenarbeit bedeutet, dass das System Arbeit verrichtet, während eine positive Volumenarbeit anzeigt, dass am System Arbeit verrichtet wird.

Am Beispiel der Ammoniaksynthese wird die Berechnung der molaren Volumenarbeit demonstriert. Für die Reaktion N₂(g) + 3H₂(g) → 2NH₃(g) beträgt die Volumenarbeit etwa 4,54 kJ/mol.

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Chemische Thermodynamik und Energieumwandlungen

Die chemische Thermodynamik ist die Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen. Sie untersucht verschiedene Formen der Energieumwandlung, wie mechanische, elektrische, chemische und thermische Energie.

Beispiel: Bei der Verbrennung von Treibstoffen wird chemische Energie in Wärme und mechanische Energie umgewandelt.

Thermodynamische Systeme werden in drei Kategorien eingeteilt:

  1. Offene Systeme: Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung
  2. Geschlossene Systeme: Nur Energieaustausch mit der Umgebung
  3. Abgeschlossene Systeme: Kein Stoff- und Energieaustausch mit der Umgebung

Definition: Die innere Energie U eines Systems ist die Summe aus kinetischer, chemischer und thermischer Energie.

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erschaffen noch zerstört, sondern nur umgewandelt werden kann. Die Änderung der inneren Energie ΔU erfolgt durch Wärmeübertragung Q und mechanische Arbeit W.

Formel: ΔU = Q + W

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Molare Reaktionsenthalpie und Reaktionsenergie

Die molare Reaktionsenthalpie ΔRHm und die molare Reaktionsenergie ΔRUm unterscheiden sich durch den Betrag der Volumenarbeit |Wv|. Sie sind gleich, wenn Wv = 0.

Highlight: Die meisten Reaktionen verlaufen unter isobaren Bedingungen (Atmosphärendruck).

Bei exothermen Reaktionen sinkt die molare Reaktionsenthalpie, die Volumenarbeit und die Wärmeenergie. Dies wird durch negative Vorzeichen gekennzeichnet.

Beispiel: Bei der Reaktion von Magnesium mit Salzsäure in einem Kolbenprober kann man beobachten, dass die Reaktion exotherm ist und Volumenarbeit verrichtet wird.

Die Unterscheidung zwischen Reaktionsenthalpie und Reaktionsenergie ist wichtig für das Verständnis thermodynamischer Prozesse und die Berechnung von Energiebilanzen in chemischen Reaktionen.

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

• Chemische Thermodynamik
Wissenschaft von der Energieübertragung und Energieumwandlung bei chemischen Reaktionen.
Energieumwandlungen
mecha

Melde dich an, um den Inhalt freizuschalten. Es ist kostenlos!

Zugriff auf alle Dokumente

Verbessere deine Noten

Werde Teil der Community

Mit der Anmeldung akzeptierst du die Nutzungsbedingungen und die Datenschutzrichtlinie

Nichts passendes dabei? Erkunde andere Fachbereiche.

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

Knowunity wurde bei Apple als "Featured Story" ausgezeichnet und hat die App-Store-Charts in der Kategorie Bildung in Deutschland, Italien, Polen, der Schweiz und dem Vereinigten Königreich regelmäßig angeführt. Werde noch heute Mitglied bei Knowunity und hilf Millionen von Schüler:innen auf der ganzen Welt.

Ranked #1 Education App

Laden im

Google Play

Laden im

App Store

Knowunity ist die #1 unter den Bildungs-Apps in fünf europäischen Ländern

4.9+

Durchschnittliche App-Bewertung

13 M

Schüler:innen lieben Knowunity

#1

In Bildungs-App-Charts in 12 Ländern

950 K+

Schüler:innen haben Lernzettel hochgeladen

Immer noch nicht überzeugt? Schau dir an, was andere Schüler:innen sagen...

iOS User

Ich liebe diese App so sehr, ich benutze sie auch täglich. Ich empfehle Knowunity jedem!! Ich bin damit von einer 4 auf eine 1 gekommen :D

Philipp, iOS User

Die App ist sehr einfach und gut gestaltet. Bis jetzt habe ich immer alles gefunden, was ich gesucht habe :D

Lena, iOS Userin

Ich liebe diese App ❤️, ich benutze sie eigentlich immer, wenn ich lerne.