Energia Libera e Grandezze di Stato
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Questions and Answers

Qual è la spinta che provoca il flusso di calore tra due corpi?

  • Differenza di temperatura (correct)
  • Differenza di potenziale elettrico
  • Differenza di pressione
  • Differenza di densità

    • Cosa accade all'entropia dell'ambiente durante un processo esotermico?

  • Resta invariata
  • Aumenta (correct)
  • È indipendente dal calore
  • Diminuisce

    • Quale delle seguenti non è una spinta per un flusso di elettroni?

  • Resistenza elettrica
  • Differenza di temperatura (correct)
  • Differenza di potenziale elettrico

    • Che cosa rappresenta una differenza di pressione idraulica in un sistema?

    <p>La spinta per il flusso d'acqua</p> Signup and view all the answers

    Cosa succede quando due corpi a temperature diverse vengono messi in contatto?

    <p>Le energie cinetiche dei due corpi diventano uguali</p> Signup and view all the answers

    Quale affermazione è falsa riguardo ai potenziali chimici in una miscela?

    <p>Sono sempre indipendenti tra loro</p> Signup and view all the answers

    Quale fenomeno è descritto dalla frase 'calore sfugge dall'ambiente'?

    <p>Processo endotermico</p> Signup and view all the answers

    Quale di queste affermazioni descrive meglio il flusso di elettroni in un circuito?

    <p>Avviene dall'anodo al catodo</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'unità di misura del potenziale chimico?

    <p>Joule per mole</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta la funzione di Gibbs molare parziale?

    <p>La variazione del potenziale chimico per moles di sostanza</p> Signup and view all the answers

    Qual è la definizione di energia libera in relazione all'universo?

    <p>L'energia che tiene conto delle variazioni di entropia.</p> Signup and view all the answers

    In una reazione chimica, quale affermazione è vera sul potenziale chimico?

    <p>È una grandezza intensiva</p> Signup and view all the answers

    Quando è considerata spontanea una trasformazione?

    <p>Quando ΔG è negativo.</p> Signup and view all the answers

    Cosa implica la legge di Gibbs-Duhem a P e T costanti?

    <p>I potenziali chimici di una miscela devono variare insieme</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione corretta che descrive l'energia libera?

    <p>ΔG = ΔH - TΔS</p> Signup and view all the answers

    Cosa determina principalmente il potenziale chimico in una reazione chimica?

    <p>La composizione della miscela</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti affermazioni sul potenziale chimico è falsa?

    <p>È sempre positivo per tutte le reazioni</p> Signup and view all the answers

    Come si esprime l'energia libera totale in una miscela di A e B?

    <p>$G = n_A μ_A + n_B μ_B$</p> Signup and view all the answers

    Quale grandezza di stato rappresenta l'energia posseduta da un sistema?

    <p>ΔU</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione corretta tra energia libera e potenziale chimico per una sostanza pura?

    <p>$G = n μ$</p> Signup and view all the answers

    Qual è la funzione di Gibbs utilizzata per calcolare l'energia libera?

    <p>ΔG = ΔH - TΔS</p> Signup and view all the answers

    Cosa indica una variazione di energia libera standard ΔrG° in una reazione chimica?

    <p>Si assegna il valore zero agli elementi nelle loro forme più stabili.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'effetto di un ΔH maggiore di zero e ΔS minore di zero?

    <p>Non spontanea a tutte le temperature.</p> Signup and view all the answers

    In un sistema a pressione costante, quale grandezza rappresenta il calore somministrato?

    <p>ΔH</p> Signup and view all the answers

    Qual è la condizione per cui una reazione è spontanea alle basse temperature?

    <p>ΔH &lt; 0 e ΔS &lt; 0.</p> Signup and view all the answers

    Qual è l'unità di misura del lavoro elettrico?

    <p>Joule</p> Signup and view all the answers

    Come si definisce il potenziale elettrico?

    <p>Il potenziale di Coulomb generato da una carica a una certa distanza</p> Signup and view all the answers

    Quale delle seguenti espressioni rappresenta il lavoro elettrico?

    <p>w_e = -∫ F dr</p> Signup and view all the answers

    Cosa rappresenta ε_r nella formula del potenziale elettrico?

    <p>La permittività relativa del mezzo</p> Signup and view all the answers

    Che effetto ha il potenziale elettrico su una carica q1?

    <p>Aumenta l'energia potenziale del sistema</p> Signup and view all the answers

    Qual è la relazione corretta tra potenziale elettrochimico e potenziale chimico?

    <p>μ = μ + z F f</p> Signup and view all the answers

    Qual è la forma corretta dell'espressione del lavoro elettrico?

    <p>w_e = rac{q_1 q_2}{4πε_0 r}</p> Signup and view all the answers

    Qual è il risultato dell'espressione J = C × V?

    <p>Lavoro elettrico</p> Signup and view all the answers

    Study Notes

    Energia libera

    • La variazione dell'energia libera di un sistema indica se una trasformazione è spontanea, cioè se avviene senza l'intervento di un agente esterno.
    • Una trasformazione è spontanea se l'energia libera del sistema diminuisce, ovvero ΔG è negativo.
    • L'energia libera è la somma di due contributi: entalpico (ΔH) ed entropico (-TΔS), ovvero ΔG = ΔH - TΔS.
    • Se ΔH è negativo, la trasformazione libera calore (esotermica) e favorisce la spontaneità della reazione.
    • Se ΔS è positivo, la trasformazione aumenta l'entropia del sistema e favorisce la spontaneità della reazione.

    Grandezze di Stato

    • L'energia interna (ΔU) è l'energia posseduta da un sistema.
    • L'entalpia (ΔH) rappresenta il calore somministrato a pressione costante, in assenza di lavoro diverso da quello dovuto alla variazione del volume.
    • La funzione di Helmholtz (ΔA) rappresenta il lavoro massimo ottenibile da un sistema chiuso a temperatura e volume costanti.
    • La funzione di Gibbs (ΔG) rappresenta l'energia libera e il lavoro massimo ottenibile da un sistema aperto a temperatura e pressione costanti.

    Variazioni di Energia Libera Standard

    • Il valore "zero" dell'energia libera di formazione degli elementi viene assegnato alla loro forma più stabile a una pressione di 1 bar.
    • I valori tabulati sono a 298.15 K (25°C).

    Potenziale Chimico

    • Il potenziale chimico (μ) è una grandezza intensiva che indica la variazione dell'energia libera di un sistema quando si aggiunge una quantità infinitesima di una determinata sostanza, a temperatura e pressione costanti.
    • È la "forza trainante" di una trasformazione chimica: la minimizzazione della sommatoria dei contributi all'energia di Gibbs portati dai vari componenti di un sistema costituisce la spinta alla reazione.
    • Una differenza di potenziale chimico spinge la trasformazione.

    Analogie tra Potenziale Chimico ed altre "driving force"

    • La differenza di temperatura (ΔT) è la spinta che fa fluire calore (entropia) tra due corpi.
    • La differenza di potenziale elettrico (ΔΦ) è la spinta che fa fluire corrente elettrica (elettroni) in un circuito.
    • La differenza di pressione idraulica (ΔP) è la spinta che fa fluire l'acqua dal braccio del tubo ad U con il livello di acqua più elevato al braccio con il livello di acqua minore.

    Potenziale Elettrochimico

    • Il potenziale elettrochimico (μ) è il potenziale chimico di uno ione di carica "ze" in presenza di un potenziale elettrico (φ).
    • La differenza tra le variabili intensive provoca lo scambio di quantità finite.
    • La trasformazione è spontanea se il potenziale chimico diminuisce, all'equilibrio il potenziale chimico è uguale e la trasformazione non è spontanea se il potenziale chimico aumenta.

    Potenziale Elettrico

    • Il potenziale elettrico è il potenziale di Coulomb generato da una carica q2 ad una distanza r.
    • Quando il potenziale elettrico agisce su una carica q1 produce un lavoro (potenziale x carica) che aumenta l'energia potenziale del sistema.

    Potenziale Elettrochimico

    • Il potenziale elettrochimico (μ) è correlato al potenziale chimico (μ) del medesimo sistema, privo di carica, dalla relazione: µ = µ + N A zef = µ + zFf, dove F = NAe = costante di Faraday.
    • Il lavoro elettrico (carica · potenziale elettrico) viene aggiunto per imporre una specie carica ad una regione già carica.

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    Questo quiz esplora i concetti di energia libera e grandezze di stato in termodinamica. Scoprirai come la variazione dell'energia libera indica la spontaneità delle trasformazioni e come l'entalpia e l'energia interna influenzano i processi. Metti alla prova le tue conoscenze sulla termodinamica!

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