Реакции

Энтальпия. Закон Гесса. Тепловой эффект химической

Энтальпия. Закон Гесса

ЛЕкция 7

Примем, что единственным видом работы, которую совершает система, является работа расширения. В этом случае первое начало термодинамики примет вид

δQ = dU + pdV. (13)

При V = const, dV = 0 и интегрирование уравнения (13) дает соотношение

Q_V = U₂ – U₁ = ΔU, (14)

т.е. теплота изохорного процесса равна приращению внутренней энергии во время этого процесса.

При р = const после интегрирования уравнения (13 ) получим

Q_p = (U₂ + pV₂) – (U₁ + pV₁); (15)

H = U + pV. (16)

Величина Н, определяемая формулой (16), получила название энтальпии (теплосодержания). Энтальпия является мерой энергии, накапливаемой веществом при его образовании. Энтальпия является функцией состояния, поскольку определяется через функции состояния U, р и V.

Используя введенную величину, выражение (15) можно переписать в следующем виде:

Q_n = H₂ – H₁ = ΔH, (17)

т.е. теплота изобарного процесса равна приращению энтальпии системы во время этого процесса.

Для бесконечно малых величин выражения (14) и (17) будут иметь следующий вид:

δQ_v = dU, δQ_p = dH. (18)

Теплота процесса приобретает свойство функции состояния, т. е. она не зависит от пути процесса, а определяется только начальным и конечным состояниями системы. Это утверждение, сформулированное в 1840г. русским академиком Гессом, получило название закона Гесса или закона постоянства сумм тепловых эффектов.

Тепловым эффектом химической реакции называется количество теплоты, которое выделяется или поглощается при необратимом протекании реакции, когда единственным видом работы является работа расширения.

Тепловой эффект выражают в кДж и относят к тому числу молей вещества, которое определено уравнением реакции.

Тепловой эффект химической реакции при постоянном объеме равен приращению внутренней энергии системы во время этой реакции; тепловой эффект химической реакции при постоянном давлении равен приращению энтальпии системы во время этой реакции

Q_v = dU, Q_p = dH. (19)

При этом тепловой эффект эндотермической реакции (реакции, протекающей с поглощением теплоты) условились считать положительным, а тепловой эффект экзотермической реакции (реакции, протекающей с выделением теплоты) - отрицательным.

Закон Гесса представляет собой интерпретацию первого закона термодинамики применительно к химическим и физико-химическим процессам. Он позволяет обращаться с термохимическими уравнениями, в которых приведен тепловой эффект реакции, а также агрегатное состояние участников реакции, как и с алгебраическими.

Тепловой эффект химической реакции можно вычислить по теплотам образования и теплотам сгорания.

Дата добавления: 2014-01-06