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) |
Закон Гесса. Термодинамическая система—система, в которой возможны энергообмен и диффузия между составляющими частями системы
Термодинамическая система—система, в которой возможны энергообмен и диффузия между составляющими частями системы. Система, которая не может обмениваться с окружающей средой ни энергией, ни веществом называется изолированной. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ. Химические реакции протекают с выделением или поглощением энергии. Обычно эта энергия выделяется или поглощается в виде теплоты. Закономерности превращения энергии при химических реакциях являются предметом химической термодинамики. В термодинамике оперируют понятиями «система». Система —любая совокупность изучаемых объектов; часть пространства, содержащего тело или совокупность тел, заключающего в себе большое число частиц. Закрытая (замкнутая) система – система, которая обменивается c окружающей средой энергией, но не веществом. Открытая (незамкнутая) система – система, которая обменивается с окружающей средой и энергией, и веществом. Система, в которой нет поверхности раздела, называется гомогенной. Если система состоит из различающихся по составу или свойствам частей, разграниченных поверхностью раздела, называется гетерогенной. Термодинамические параметры определяют состояние системы в данный момент времени: экстенсивные параметры (масса, объем, площадь поверхности и т. п.) прямо пропорциональны количеству вещества системы, интенсивные параметры не зависят от количества вещества (температура, давление). Термодинамические функции зависят от термодинамических параметров системы. Среди них выделяют функции состояния, зависящие только от состояния, в котором находится система, и не зависящие от пути, по которому система пришла к данному состоянию (например,внутренняя энергия, энтальпия ).
Внутренняя энергия системы — суммарный запас энергии системы, который включает энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию взаимодействия между атомами, энергию электронов, энергию, заключённую в ядрах и т.д. В соответствии с первым началом термодинамики—— законом сохранения энергии— теплота Q, подводимая к системе расходуется на изменение внутренней энергии ∆U и на совершение работы A: Q = ∆U + A Если работа сводится к расширению или сжатию газа, то: Q = ∆U + P∆V При изохорных процессах (∆V=0) поглощаемая системой теплота расходуется на увеличение внутренней энергии системы: Q = ∆U. Гораздо чаще химические реакции проходят при постоянном давлении. В этом случае используется термодинамическая функция состояния системы— энтальпия H Она определяется соотношением H = U + PV При постоянном давлении ∆H = ∆U + P∆V т.е. изменение энтальпии равно сумме изменения внутренней энергии ∆U и совершенной системой работы расширения P∆V. Раздел химической термодинамики изучающий тепловые эффекты химических процессов называется термохимией. Если энтальпия реагентов больше, чем энтальпия продуктов реакции, то реакция сопровождается выделением теплоты, т.е является экзотермической. В ходе экзотермической реакции энтальпия системы уменьшается, в этом случае ∆Н< 0. Наоборот если энтальпия реагентов меньше энтальпии продуктов то реакция происходит с поглощением теплоты т.е. является эндотермической. В ходе эндотермической реакции энтальпия системы увеличивается, поэтому в этом случае ∆Н>0.
Химические уравнения, в которых указан тепловой эффект реакции, называют термохимическими. В термохимических уравнениях справа от формул веществ в скобках указывается агрегатное состояние:(г)—газообразное, (ж)— жидкое, (т)— твёрдое,(к)—кристаллическое,(р)—рас творённое.
Например: CH4(г) + 2O2(г) = CO2(г) + 2H2O(ж) ∆Н= - 802,3 кДж Для сравнения энтальпий различных реакций их необходимо приводить к одинаковым условиям. Как правило, тепловой эффект реакции приводится для стандартных условий: давления 102,3 кПа(1атм) и любой фиксированной температуры. Величины ∆Н в этих условиях называют стандартными и обозначают ∆НоТ. Верхний индекс о говорит о том, что тепловой эффект приводится для стандартного давления, а нижний индекс характеризует фиксированную температуру. Чаще всего приводят значения ∆НоТ для 298,15К(25оС) и вместо ∆Но298,15 пишут просто ∆Но. Абсолютное значение внутренней энергии и энтальпии вычислить невозможно, можно только рассчитать относительные значения в сравнении с её значениями в стандартном состоянии. Для процесса образования сложного вещества из простых веществ в качестве стандартного выбрано наиболее устойчивое состояние при стандартных условиях, т.е. при давлении 101,3 кПа и заданной температуре. В справочниках чаще всего приводят стандартную молярную энтальпию образования при температуре 298,15 К,которую обозначают как ∆Ноf ,298.Нижний индекс f — сокращение от английского слова formation(образование). Стандартная молярная энтальпия образования—изменение энтальпии при образовании 1 моль данного вещества в стандартном состоянии из простых веществ,также находящихся в стандартном состоянии. Стандартные энтальпии образования простых веществ в стандартных условиях принимают равными нулю. Определить экспериментально теплоты образования подавляющего большинства органических веществ не удаётся, так как невозможно получить их прямым синтезом из простых веществ. Поэтому в термохимических расчётах для органических соединений используют найденные опытным путём теплоты сгорания. Стандартная молярная энтальпия сгорания —изменение энтальпии при полном сгорании 1 моль вещества в его стандартном состоянии при стандартных условиях. Тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути перехода.
Дата добавления: 2014-12-27; Просмотров: 415; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |