Die Thermodynamik befasst sich mit der Untersuchung von Wärmeenergie und deren Umwandlungen in verschiedenen Systemen.
Der Kalorimeter Aufbau ist ein wichtiges Instrument zur Messung von Wärmeenergien bei chemischen Reaktionen. Es besteht aus einem isolierten Gefäß mit einem Thermometer und einem Rührer. Die Wärmekapazität Kalorimeter gibt an, wie viel Energie benötigt wird, um die Temperatur des Kalorimeters um 1 Kelvin zu erhöhen. Mit der Kalorimeter Formel Q = m * c * ΔT lässt sich die Wärmemenge berechnen, wobei m die Masse, c die spezifische Wärmekapazität und ΔT die Temperaturänderung ist.
Bei chemischen Reaktionen unterscheidet man zwischen exothermen und endothermen Reaktionen. Exotherme Reaktionen geben Energie an die Umgebung ab, wie beispielsweise die Verbrennung von Holz oder die Neutralisation von Säuren und Basen. Endotherme Reaktionen hingegen nehmen Energie aus der Umgebung auf, wie das Schmelzen von Eis oder die Fotosynthese bei Pflanzen. Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik besagt, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann, sondern nur umgewandelt wird. Die Innere Energie eines Systems setzt sich aus der kinetischen und potentiellen Energie aller Teilchen zusammen. Beim 2. Hauptsatz der Thermodynamik geht es um die Richtung von Energieumwandlungen - Wärme fließt immer von warm nach kalt. Die Enthalpie ist ein Maß für den Energieinhalt eines Systems und spielt besonders bei der Betrachtung von offenen Systemen eine wichtige Rolle.
