Первый закон термодинамики. На основе первого начала термодинамики возникает возможность определения тепловых эффектов химических и физико-химических процессов

На основе первого начала термодинамики возникает возможность определения тепловых эффектов химических и физико-химических процессов. Существует несколько формулировок первого начала:

Разные формы энергии переходят друг в друга в строго эквивалентных соотношениях;

В любой изолированной системе запас внутренней энергии остается постоянным;

Невозможно получить работу без затраты энергии;

Для конечного изменения состояния системы 1-й закон термодинамики выражается уравнением:

(13)

– теплота, подведенная к системе или отведенная от системы

– изменение внутренней энергии

- суммарная работа, совершаемая системой

Q=DU+pDV(14)

Уравнение является математическим выражением первого закона термодинамики.

Количество теплоты, подведенное к системе или отведенное от нее идет на изменение внутренней энергии и на работу совершаемую над системой.

Применительно к различным термодинамическим процессам математическое уравнение первого закона термодинамики записывается для:

Изобарный процесс. (Р = сonst)

(15)

Количество теплоты изобарного процесса является мерой изменения энтальпии.

Изохорный процесс. (= сonst),

(16)

Количество теплоты, подведенное к системе расходуется на изменение внутренней энергии.

Изотермический процесс. (Т = сonst)

(17)

Теплота, сообщенная к системе целиком, превращается в работу расширения. Для 1 моль газа , тогда выражение принимает вид:

R=const, RT=const, p₁V₁= p₂V₂

(18) (19)

Между внутренней энергией и энтальпией существует связь:

DН=DU+pDV

pDV= DnRT, значит DН=DU+DnRT

Последнее уравнение справедливы, когда хотя одно из исходных веществ или продуктов реакции представляет собой газ. Для химических реакций в конденсированных средах (жидкость, твердое тело) различие между DН и DU несущественно – им обычно пренебрегают.

Закон Гесса

Тепловой эффект химических реакций не зависит от пути перехода (процесса), а определяется только начальным и конечным состоянием системы. Тепловой эффект реакции рассчитывают при стандартных условиях (давлении -1,013 10 ⁵ Па, температуре- 298 К) по теплотам образования и сгорания.

Теплотойобразования называют тепловой эффект реакции образования 1 моль данного соединения из простых веществ при р – 1, 013 10₅ Па и Т- 298 К,при условии, что все участники реакции находятся в устойчивых агрегатных состояниях.

Тепллотой сгорания называют теплоту, выделяющую при сгорании 1 моль вещества при стандартных условиях до простейших оксидов.

Первое следствие закона Гесса.

Дата добавления: 2014-01-07