Термохимические законы Гесса. Теплоты образования, сгорания, разложения

Первый закон термодинамики

Первый закон термодинамики в применении к изобарному, изохорному, изотермическому, адиабатическому процессам.

Количественное соотношение между изменением внутренней энергии, теплотой и работой устанавливает первый закон тер­модинамики:Q = dU+W.

Выражение означает, что теплота, подведенная к системе, расходуется на приращение внутренней энергии системы и на работу системы над окружающей средой.

Первый закон термодинамики является формой выражения законa сохранения энергии. Согласно этому закону, энергия не может ни создаваться, ни исчезать, но может превращаться из одной формы в другую. Его справедливость доказана многовековым опытом человечества. Итак, любая система характеризуется внутренней энергией, мера-ми измерения которой служат теплота и работа. Приращение внут­ренней энергии системы в любом процессе равно сумме теплоты, подведенной к системе, и работы, которую совершают внешние силы над системой.

Термохимические законы Гесса.

Закон Гесса. В 1841 году российский ученый Г.И.Гесс открыл за­кон, получивший его имя. Тепловой эффект реакции зависит от природы и состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути реакции, т.е. от числа и характера промежуточ­ных стадий. Закон Гесса лежит в основе термохимических расчетов. Однако рамки его действия ограничены изобарно-изотермическими и изохорно-изотермическими процессами. Проиллюстрируем закон Гесса на примере реакции сгорания метана:СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О (г),dH = - 802,34 кДж.Эту же реакцию можно провести через стадию образованияСО:СН4 + 3/2О2 = СО + 2Н2О (г), dH°2 = - 519,33 кДж, СО + 1/2O2 = СО2,dH°з = - 283,01 кДж,dH=dH1 + dH°3 = (- 519,33) кДж + (- 283,01) кДж = - 802,34 кДж. тепловой эффект реакции, протекающей по двум путям, одинаков. Так как энтальпия зависит от со. стояния системы, но не зависит от пути процесса, то, если при проведе­нии процесса система вернулась в ис­ходное состояние, суммарное изме­нение энтропии системы равно нулю (dH = 0). Процессы, в которых сис­тема после последовательных пре­вращений возвращается в исходное состояние, называются круговыми процессами или циклами. Метод циклов широко используется в термодинамических расчетах.

То количество теплоты, которое выделяется или поглощается при образовании 1 моля сложного вещества из простых веществ, называется теплотой образования данного вещества. Из определения самого понятия следует, что теплота образования представляет собой частный случай теплового эффекта химической реакции, при котором исходными продуктами являются простые вещества, устойчивые при данных условиях.

Теплотой сгорания называется количество теплоты, которое выделяется при сгорании 1 моля вещества в токе кислорода. В практике чаще всего определяют теплоты сгорания органических веществ. Конечными продуктами их сгорания обычно бывают вода и диоксид углерода, иногда диоксид серы.

Теплота сгорания пищевых продуктов в живом организме является источником энергии, за счет которой осуществляется его жизнедеятельность.

Теплоты сгорания определяют, сжигая определенное количество вещества в специальном приборе — калориметре. По данным теплот сгорания рассчитывается калорийность топлива и пищевых продуктов

Дата добавления: 2015-04-24