Первый закон термодинамики

В ходе процессов, протекающих в изолированных системах, выполняется первый закон термодинамики: вся сообщенная системе теплота q расходуется на увеличение внутренней энергии системы D U и на совершение работы против внешних сил А

q = D U + А.

Если на систему не действуют никакие другие силы, кроме постоянного внешнего давления, то при протекании химического процесса единственным видом работы является работа расширения

А = p× D V.

В этом случае первый закон термодинамики примет вид

q_p = D U + p× D V,

где q_p - теплота изобарического процесса.

Запишем более подробно

q_p = U₂ - U₁ + pV₂ - pV₁ = (U₂ + pV₂) - (U₁ + pV₁).

Введем новую функцию состояния H = U + pV, называемую энтальпия. Тогда первый закон термодинамики для изобарического процесса можно записать следующим образом

q_p = H₂ - H₁ = D H.

Для изохорического процесса работа расширения системы равна нулю, следовательно, первый закон термодинамики в этом случае будет выражаться уравнением

q_V = D U,

где q_V - теплота изохорического процесса.

Для химических реакций изменение внутренней энергии и изменение энтальпии связаны между собой соотношением

D U = D H - D n×R×T,

где D n - изменение числа моль газообразных веществ в реакции, моль; T - температура, К; R = 8,314.

Дата добавления: 2014-01-06