Energieformen und Umwandlungen
Der erste Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder verbraucht noch neu geschaffen, sondern nur umgewandelt werden kann. Dies gilt für jede Energieform und jedes System.
Energieumwandlungen können in Form von Arbeit stattfinden, wie bei einer Dampfmaschine, wo die Energie des Dampfes in Bewegungsenergie umgewandelt wird.
Chemische Energie ist die in einem Stoff gespeicherte Energie. Ihr Gehalt hängt von der Stoffart und -menge ab. Obwohl sie nicht direkt messbar ist, können Änderungen der chemischen Energie beobachtet werden.
Definition: Exotherme Reaktionen geben Energie an die Umgebung ab, während endotherme Reaktionen Energie aufnehmen.
Die chemische Energie setzt sich zusammen aus:
- Lage- und Bewegungsenergie der Elektronen
- Bindungsenergie zwischen Atomen/Ionen
- Bewegung der Atome/Ionen/Moleküle
Die Summe dieser Energien wird als innere Energie U bezeichnet.
Example: Ein Beispiel für ein offenes System ist ein Kochtopf ohne Deckel, bei dem sowohl Stoff- als auch Energieaustausch möglich sind.
Example: Ein Beispiel für ein geschlossenes System ist ein Druckkochtopf, bei dem nur Energieaustausch, aber kein Stoffaustausch möglich ist.
Example: Ein Beispiel für ein isoliertes System im Alltag ist eine gut isolierte Thermoskanne, die weder Energie noch Stoff mit der Umgebung austauscht.