КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Энтальпия. Закон Гесса
Первое начало термодинамики Теплота и работа являются качественно неравноценными формами передачи энергии. Это обусловлено тем, что в форме работы передается энергия упорядоченного движения, а в форме теплоты – энергия хаотичного движения. Передача энергии в форме работы может привести к изменению любого вида энергии системы, а в форме теплоты только внутренней энергии, то есть δА ≠ δQ (11). В результате многочисленных экспериментальных данных было установлено, что δА и δQ отличаются на одну ту же величину dU. Выражение вида δQ = δА + dU (12) называется первым законом (или) началом термодинамики. Таким образом, взаимосвязь между внутренней энергией, теплотой и работой устанавливается на основе I начала термодинамики, которое имеет следующие равноценные формулировки: 1. В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным. 2. Вечный двигатель I рода невозможен., то есть невозможно построить машину, которая бы производила механическую работу, не затрачивая на это соответствующего количества энергии. Таким образом, I начало термодинамики есть одна из формулировок закона сохранения энергии. Закон сохранения утверждает, что энергия не создаётся и не уничтожается, но может превращаться из одной формы в другую. 3. Внутренняя энергия является функцией состояния, что можно записать в виде следующего выражения δQ = δА + dU, где δQ и δА – элементарное количество теплоты и работы соответственно, dU – полный дифференциал внутренней энергии. Согласно данной формуле можно заключить, что полученная системой из вне теплота Q расходуется на приращение внутренней энергии ∆U и на совершение системой работы А, то есть
Q = А + ∆U (13). В химии часто реакции проводят в закрытых реакторах, когда объём системы не изменяется, то есть V = const. В этом случае δА = pdV = 0. Тогда из I начала термодинамики следует, что δQV = dU или ∆QV = ∆U (14). Таким образом, тепловой эффект реакции протекающей при постоянном объёме равен изменению внутренней энергии системы. В химии часто приходится иметь дело с процессами, протекающими при постоянном давлении. Например, химическая реакция, протекающая в открытой пробирке. В случае выделения газа в процессе такой реакции, давление в системе остается равным атмосферному и является соответственно постоянным. При постоянном давлении и при условии, что в ходе процесса совершается только работа расширения, из I закона термодинамики следует ∆QР = А + ∆U = Р∆V + ∆U = (U2 + PV2) – (U1 + PV1). Если ввести обозначение Н = U + PV, то получим ∆QР = ∆Н = Н2 – Н1 (15). Величина Н называется энтальпией системы. Таким образом, если химическая реакция проводится при постоянном давлении, то тепловой эффект реакции равен изменению энтальпии. Поэтому, если измерять тепловой эффект реакции в открытой пробирке, то это означает, что Вы измеряете энтальпию. Для бесконечно малых величин можно записать δQР = dН (16). Можно сделать вывод, что подобно внутренней энергии, энтальпия определяется состоянием системы и не зависит от того каким путём достигнуто это состояние, то есть энтальпия является функцией состояния.
Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 301; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |