Interne energie

In een chemisch proces wordt het verschil tussen de interne energieën van reactanten en producten, weergegeven door ΔU, gebruikt om te bepalen of het systeem energie heeft gewonnen of verloren tijdens de reactie. Als ΔU groter is dan nul, was de uiteindelijke inwendige energie hoger dan de initiële inwendige energie en won het systeem energie tijdens de reactie. Als ΔU kleiner is dan nul, is de uiteindelijke innwendige energie lager dan de initiële inwendige energie, wat betekent dat het systeem energie heeft verloren.

Volgens de eerste wet van de thermodynamica moet elke verandering in de energie van een systeem worden gecompenseerd door een gelijke en tegengestelde verandering in zijn omgeving. De verandering in de inwendige energie van een systeem is dus gelijk aan de energie die wordt overgedragen als warmte, gesymboliseerd door q"plus de energie die wordt overgedragen als arbeid, gesymboliseerd door w"tijdens het proces. In de scheikunde hangen de signalen voor warmte en arbeid af van het feit of het systeem energie wint of verliest.

Denk aan de omzetting van kooldioxide in elementaire koolstof en zuurstof. De reactant heeft een lagere inwendige energie dan de producten, wat betekent dat ΔU positief is. Energie wordt overgedragen van de omgeving naar het systeem waardoor de inwendige energie toeneemt.

Als alternatief wordt tijdens de reactie tussen zwavel en zuurstofgas om zwaveldioxide te maken, energie overgedragen naar de omgeving. Hier hebben de producten een lagere inwendige energie dan de reactanten, en ΔU is negatief. Daarom hangt ΔU alleen af van de initiële en uiteindelijke inwendige energietoestanden van het systeem en de omvang van warmte en arbeid die wordt uitgewisseld met de omgeving.