Układ to fragment rzeczywistości poddany obserwacji bądź rozważaniom teoretycznym i wyodrębniony z niej
fizycznie lub umownie; rozróżnia się układy otwarte (swobodna wymiana energii i materii z otoczeniem), układy
zamknięte (swobodna wymiana energii i brak wymiany materii z otoczeniem) oraz układy izolowane (brak
wymiany energii i materii z otoczeniem)
Otoczenie to rzeczywistośd poza układem

Ciepło Q to jeden z dwóch sposobów przekazywania energii wewnętrzne – polegające na przekazaniu energii
chaotycznego ruchu cząstek w zderzeniach cząstek – wyrażane w dżulach
Praca W to jeden z dwóch sposobów przekazywania energii wewnętrznej – polegająca na przekazaniu energii
przy zmianie parametrów makroskopowych (objętości, położenia itp.) – wyrażana w dżulach

Pierwsza zasada termodynamiki:
Zmiana energii wewnętrznej układu zamkniętego jest równa energii, która przepływa przez jego granice na
sposób pracy lub ciepła

∆𝑈 = 𝑄 + 𝑊

𝑧𝑒𝑤𝑛

= 𝑄 − 𝑊

𝑔𝑎𝑧

przemiany

gazu

prawo

postać pierwszej

zasady

termodynamiki

praca siły

zewnętrznej

ciepło

dostarczone do

układu

zmiana entropii

przemiana

izochoryczna

𝑉 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡.

prawo

Charlesa

𝑝

1

𝑇

1

=

𝑝

2

𝑇

2

∆𝑈 = 𝑄

𝑊

𝑧

= 0

𝑄 = 𝑛𝐶

𝑉

∆𝑇

∆𝑆 = 𝑛𝐶

𝑉

ln

𝑇

2

𝑇

1

przemiana

izobaryczna

𝑝 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡.

prawo Gay-

Lussaca

𝑉

1

𝑇

1

=

𝑉

2

𝑇

2

∆𝑈 = 𝑄 + 𝑊

𝑧

= 𝑄 − 𝑊

𝑔

𝑊

𝑧

= 𝑝∆𝑉

𝑄 = 𝑛𝐶

𝑝

∆𝑇

∆𝑆 = 𝑛𝐶

𝑝

ln

𝑇

2

𝑇

1

Reakcja egzotermiczna to reakcja chemiczna, która posiada dodatni bilans wymiany ciepła z otoczeniem
(wydziela ciepło do otoczenia) – o entalpii ujemnej
Reakcja endotermiczna to reakcja chemiczna, która posiada ujemny bilans wymiany ciepła z otoczeniem
(pochłania ciepło z otoczenia) – o entalpii dodatniej

Funkcja stanu to w termodynamice funkcja zależna wyłącznie od stanu układu, czyli od aktualnych wartości
jego parametrów – zmiana wartości funkcji stanu zależy jedynie od stanu początkowego i koocowego układu, a
nie od sposobu w jaki ta zmiana została zrealizowana

Energia wewnętrzna U to funkcja stanu będąca równa całkowitej energii układu będącego sumą energii
oddziaływao międzycząsteczkowych i wewnątrzcząsteczkowych układu, a także energii ruchu cieplnego
cząsteczek oraz wszystkich innych rodzajów energii występujących w układzie – wyrażana w dżulach
𝑈 = 𝑇𝑆 − 𝑝𝑉

∆𝑈 = 𝑈

𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑡 ó𝑤

− 𝑈

𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡 ó𝑤

= 𝑄 − 𝑝∆𝑉

Entalpia H to funkcja stanu będąca równa sumie energii wewnętrznej (energii potrzebnej do utworzenia
układu) i pracy (energii potrzebnej by w danych warunkach otrzymad miejsce na układ) – wyrażana w dżulach
𝐻 = 𝑈 + 𝑊 = 𝑄 + 𝑝𝑉

∆𝐻 = 𝐻

𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑡 ó𝑤

− 𝐻

𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡 ó𝑤

= ∆𝑈 + 𝑝∆𝑉 + 𝑉∆𝑝 = 𝑄 + 𝑉∆𝑝

Entropia S to funkcja stanu będąca miarą nieuporządkowania układu, rośnie wraz ze wzrostem ilości
mikrostanów N – wyrażana w dżulach na kelwin
𝑆 = 𝑘 ln 𝑁

∆𝑆 = 𝑘 ln

𝑁

𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑡 ó𝑤

𝑁

𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡𝑟𝑎𝑡 ó𝑤

=

∆𝑄

∆𝑇

Energia swobodna (energia swobodna Helmholtza) F to funkcja stanu będąca równa tej części energii
całkowitej układu, którą można przekształcid na pracę w procesach izotermiczno-izochorycznych – wyrażana w
dżulach
𝐹 = 𝑈 − 𝑇𝑆

∆𝐹 = ∆𝑈 − 𝑇∆𝑆

Entalpia swobodna (energia swobodna Gibbsa) G to funkcja stanu będąca równa tej części energii całkowitej
układu, którą można przekształcid na pracę w procesach izotermiczno-izobarycznych – wyrażana w dżulach
𝐺 = 𝐻 − 𝑇𝑆 = 𝐴 + 𝑝𝑉

∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇∆𝑆

Energia swobodna i entalpia swobodna określają samorzutnośd reakcji – dla wartości ujemnych proces może
przebiec samorzutnie, dla wartości zerowej proces jest w stanie równowagi, dla wartości dodatnich aby zajśd
musi zostad wymuszony

Prawo Hessa:
Efekt cieplny reakcji w warunkach izobarycznych nie zależy od drogi przemiany, a jedynie od stanu
początkowego i koocowego

Reguła Lavoisiera-Laplace’a:
Efekt cieplny danej reakcji (entalpia) jest równy efektowi cieplnemu reakcji odwrotnej ze znakiem przeciwnym
∆𝐻

1→2

= −∆𝐻

2→1