Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры

Большинство тепловых эффектов зависят от температуры. Для описания подобной зависимости было введено понятие теплоемкости.

Теплоемкость – количество теплоты (тепла), которое необходимо сообщить системе (телу) для того, чтобы изменить его температуру на или К.

Виды теплоемкости:

1. Средняя. Она относится к интервалу температур и рассчитывается по формуле .

Очевидно, что данная теплоемкость не зависит от температуры в данном интервале, однако, при изменении интервала будет меняться и значение теплоемкости.

2. Истинная теплоемкость.

Если интервал стремиться к нулю, () можно говорить об истинной теплоемкости. Данная теплоемкость будет зависеть от температуры. Существует связь между средней и истинной теплоемкостью:

Зависимость истинной теплоемкости от температуры описывается с помощью эмпирических формул, которые называются температурными рядами теплоемкости. Эти формулы находят для теплоемкости при постоянном давлении.

Для органических соединений

Для неорганических соединений

В общем виде, когда система может содержать как органические, так и неорганические соединения, теплоемкость находится по формуле:

Коэффициенты a, b, c, - простые числа.

При сверхнизких температурах - закон температурных кубов Дебая!

Для расчета изохорных теплоемкостей была выведена функция Майера:

Cp=Cv+R

В то же время, теплоемкость идеальных газов не зависит от температуры. Данный постулат был выдвинут Эйнштейном, который разработал квантовую теорию теплоемкости и говорил, что всю теплоемкость можно разделить на теплоемкости по отдельным видам движения:

,

. и от температуры будет зависеть только колебательная часть теплоемкости, которой одноатомные газы не обладают!

Теплоемкость обладает свойством аддитивности, или складываться. То есть теплоемкость всего тела будет складываться из теплоемкостей отдельных его частей с учетом веса или количества вещества.

С точки зрения математики и химии часто приходится относить теплоемкость не ко всему телу, а к 1 моль или 1 грамму вещества. Если теплоемкость относится к 1 моль вещества, говорят о молярной теплоемкости.

Если теплоемкость относится к 1 грамму вещества, говорят об удельной теплоемкости.

Пример аддитивности теплоемкости: Молярная теплоемкость 1 моля воздуха будет составлять из:

Дата добавления: 2013-12-12