Energetik chemischer Reaktionen (Grundlagen der Thermodynamik)

Zusammenfassung

Die Thermodynamik ist ein wesentlicher Teil der allgemeinen Wärmelehre und geht von nur wenigen Axiomen aus, den sog. Hauptsätzen der Thermodynamik. Diese gelten für alle Energieumwandlungen bei Organismen. Der erste Hauptsatz besagt: Die Änderung der Inneren Energie ΔU eines geschlossenen Systems ist gleich der Summe der mit der Umgebung ausgetauschten Wärmemenge ΔQ und Arbeit ΔW. Der II. Hauptsatz der Thermodynamik besagt: Die von einem System während eines isothermen Prozesses maximal leistbare Arbeit (= Änderung der Freien Enthalpie ΔG) ist nur vom Anfangs- und Endzustand des Systems abhängig, aber nicht vom Weg, auf dem der Endzustand erreicht wird: ΔG ₁ = ΔG ₂. III. Hauptsatz der Thermodynamik: Die Entropie ist gleich Null, wenn größtmögliche Ordnung erreicht ist. Die Gibbs-Helmholtzsche Gleichung ist eine Fundamentalgleichung der Thermodynamik und definiert die Änderung der Freien Enthalpie ΔG. Ein endergonischer Prozess (Energie aufnehmend) speichert Freie Enthalpie in Molekülen. Er absorbiert sie aus seiner Umgebung. ΔG ist positiv. Ein exergonischer Prozess (Energie abgebend) ist mit einem Verlust an „Freier Enthalpie“ verbunden. ΔG ist negativ.