termodinamica

Salve, ho un dubbio che mi è venuto studiando la termodinamica.

In breve, la termodinamica è lo studio dell'energia e su come agisce sulla materia ossia gli scambi di calore. 

Ma non capisco una cosa, un processo è detto spontaneo quando avviene senza bisogno di energia, giusto?

Invece un sistema è all'equilibrio quando condizioni come: pressione, volume, temperatura e concentrazione si mantengono costanti.

Però sulle slide del prof c'è scritto che il sistema vivente non è all0'equilibrio perché scambia energia e materia con l'esterno, quindi non è spontaneo, giusto?

grazie

Ciao,

la termodinamica è la branca della chimica che si occupa di spiegare le trasformazioni indotte dal calore e dal lavoro in un sistema. La termodinamica fornisce una descrizione, a livello macroscopico, della materia e delle sue trasformazioni chimiche e fisiche.

La termodinamica descrive i sistemi. Un sistema può essere aperto, chiuso o isolato. Esso è aperto se scambia materia ed energia (calore e lavoro) con l'ambiente, chiuso nel momento in cui scambia solo energia ed isolato quando non ha interazioni con l'ambiente che circonda il sistema stesso. Per cui non è possibile affermare che un sistema è all'equilibrio quando il processo non è spontaneo così come è errato dire che non è all'equilibrio perchè scambia energia e materia con l'esterno. Bisogna prima definire il sistema come aperto, chiuso o isolato e successivamente descriverne le condizioni. Il processo può avvenire a temperatura, pressione, volume costanti ma questi non sono grandezze che ti permettono di dire che un sistema è all'equilibrio. Si parla di equilibrio chimico nel momento in cui hai una reazione all'equilibrio ovvero i reagenti si trasformano in prodotti e, allo stesso tempo, i prodotti si trasformano in reagenti. Nel sistema si realizza quindi una reazione chimica che evolverà spontaneamente verso una condizione di equilibrio termodinamico caratterizzata dal fatto che, a livello macroscopico, le concentrazioni dei reagenti e dei prodotti assumono un valore costante. Questa situazione corrisponde all’instaurarsi a livello microscopico di un equilibrio dinamico nel quale la reazione diretta e la reazione inversa avvengono con la stessa velocità.

Nel caso in cui l’equilibrio sia molto spostato a favore dei prodotti, la concentrazione dei reagenti sarà praticamente nulla e la reazione si potrà considerare completa. In tutti gli altri casi la miscela di reazione conterrà all’equilibrio concentrazioni significative sia dei reagenti sia dei prodotti.

Infine, un processo è spontaneo nel momento in il sistema rilascia energia libera all'ambiente che lo circonda.