Термохимия изучает энергетические эффекты химических реакций. Все энергетические эффекты в химии принято переводить в тепловые. Термохимия – раздел термодинамики.

Основным законом термодинамики и одним из важнейших законов природы является первое начало термодинамики. Этот закон был установлен в результате работ Майера (1842г) и Джоуля (1843г). Первым началом термодинамики этот закон назвал Р. Клаузиус .

Первое начало термодинамики

В замкнутой системе энергия не возникает и не исчезает, при переходе одних форм энергии в другие сумма их остаётся неизменной.

В термохимии принята своя терминология . Прежде всего – это понятие системы.

Под системой понимается отдельное вещество или смесь веществ, выделенные из окружающей среды физической или воображаемой границей.

Системы подразделяются на:

• изолированные (замкнутые), у которых с окружающей средой нет обмена ни энергией, ни веществом;
  
• закрытые, у которых с окружающей средой есть обмен энергией, но нет обмена веществом;
  
• открытые, у которых с окружающей средой есть обмен энергией и веществом.
  

Макросостояние систем характеризуются параметрами (m, Т, Р, V, Е и другими). В термохимии очень важно понятие функций.

Функция параметра является функцией системы в том случае, если она зависит только от начального и конечного состояния системы, но не зависит от того пути, по которому система перешла от начального состояния к конечному.

Например, потенциальная энергия тела, находящегося у подножия горы, равна Е₁.

Потенциальная энергия того же тела, поднятого на вершину горы, составляет Е₂.

Разность потенциальных энергий составляет:

Е₂ – Е₁ = mg(h₂ – h₁).

Потенциальная энергия тела зависит только от разности высот, но не зависит от способа перемещения тела с данной высоты (h₁) на другую (h₂), поэтому потенциальная энергия представляет собой функцию состояния.

Состояние идеального газа определяется произведением давления на объём

P · V.

В начальном состоянии данная масса идеального газа характеризуется величинами P₁ и V₁ параметров состояния P и V.

После ряда превращений этот газ достигает конечного состояния равновесия, при котором давление и объём равны, соответственно, P₂ и V₂.

Произведение давления на объём зависит только от начального и конечного состояния газа и не зависит от пути, по которому это изменение произошло. Оно является функцией состояния.

Внутренняя энергия системы, то - есть полная энергия, – это сумма потенциальной энергии каждой частицы, составляющей систему, плюс кинетическая энергия взаимных положений частиц в системе.

Полная энергия тоже является функцией состояния идеального газа.

Внутренняя энергия простых систем, например химически чистого вещества или идеального газа, может быть выражено произведением двух параметров системы:

P·T, P·V.