Енергія не зникає безслідно і не виникає з нічого, перехід її з одного виду в інший відбувається в строго еквівалентних кількостях

Вічний двигун першого роду неможливий.

Енергія ізольованої системи є величиною сталою.

Якби енергія ізольованої системи могла збільшуватися без взаємодії з навколишнім середовищем, то можна було б сконструювати вічний двигун першого роду, під яким мається на увазі машина, що робить роботу без витрати енергії. Однак, відповідно до іншого формулювання першого закону,

Сталість енергії ізольованої системи не виключає можливості переходу одного виду енергії в іншу. При таких переходах енергія не витрачається і не створюється знову. Звідси третє формулювання першого закону, що випливає з закону збереження енергії:

З закону збереження енергії випливає співвідношення

q = U + W (2.4)

де q – кількість підведеної до системи теплоти; U – збільшення внутрішньої енергії; W – сумарна робота, що вироблена системою.

Рівняння (2.4) є математичним виразом першого закону термодинаміки. З нього випливає, що теплота, підведена до системи, витрачається на зміну внутрішньої енергії і на роботу проти зовнішніх сил.

Тепловим (енергетичним) ефектом процесу Q зветься кількість енергії, що виділяється або поглинається системою в результаті здійснення даного процесу. Як правило, тепловий ефект виміряється в Джоулях і носить ім’я процесу, наприклад – тепловий ефект реакції, або тепловий ефект розчинення. Реакції, які відбуваються з виділенням теплоти (енергії), називають екзотермічними, для них вважають Q > 0; реакції, які відбуваються з поглиненням теп-лоти (енергії), називають ендотермічними для них Q < 0.

Розділ хімічної термодинаміки, присвячений вивченням теплових ефектів хімічних реакцій, називають термохімією. Значення термохімії в металургії дуже велике, якщо врахувати, що теплові ефекти розраховують при укладанні теплових балансів різних металургійних процесів і при дослідженні хімічних рівноваг. Тепловий ефект реакції залежить від природи речовин, що приймають участь в реакції, від температури та умов проведення процесу. Розрізняють ізохорний QV та ізобарний QP теплові ефекти. Відповідно

QV = – U; QP = – ΔH. (2.5)

Тепловий ефект хімічної реакції – це максимальна кількість теплоти, що виділяється або поглинається в необоротному процесі при сталому об’ємі або тиску і за умови, що продукти реакції і вихідні речовини мають однакову температуру і відсутні інші види робіт, крім розширення. Тому в рівняннях (2.5) теплові ефекти QV і Qp (ΔU і ΔH) є функціями стану системи, і звідси випливає термодинамічне обґрунтування закону, встановленого експериментально в 1836 році російським вченим Г. І. Гессом:

Дата добавления: 2014-01-07