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) |
Понятие о теплоемкости веществ
Уравнение Кирхгофа Влияние температуры на тепловой эффект химической реакции. Зная стандартные теплоты образования (или сгорания) реагентов при Теплоемкостьсистемы (или тела) – характеризует количество теплоты, которое необходимо сообщить системе, чтобы повысить ее температуру на 1 градус (при отсутствии химической реакции, переходов вещества из одного агрегатного состояния в другое). Теплоемкость может относиться к 1 моль системы – молярная теплоемкость С (измеряется в Дж/(моль ×К) или к единице массы системы – удельная теплоемкость С уд (измеряется в Дж/(кг ×К) или Дж/(г ×К)) Молярная и удельная теплоемкости связаны соотношением: , где М – молярная масса. Различают среднюю и истинную теплоемкости. Средняя теплоемкость определяется отношением сообщенной системе теплоты к наблюдаемому при этом повышению температуры: . Истинная теплоемкость С соответствует бесконечно малому изменению температуры: . В зависимости от условий, при которых производится нагревание, различают теплоемкость при постоянном объеме СV (изохорную теплоемкость) и теплоемкость при постоянном давлении Cp (изобарную теплоемкость): (3) Для 1 моль идеального газа Cp и СV связаны соотношением: . Изобарная и изохорная теплоемкости идеального газа отличаются на величину универсальной газовой постоянной R.
Для одноатомного идеального газа Для двухатомного идеального газа при средних температурах Изобарная и изохорная теплоемкости твердых веществ практически равны. Теплоемкость твердых, жидких и газообразных тел зависит от температуры. Наиболее часто зависимость теплоемкости индивидуальных веществ от температуры выражают эмпирическим уравнением вида: , (4) где a, b, c, c ’ – эмпирические коэффициенты, вычисленные на основе экспериментальных данных. Для органических веществ коэффициент c ’ = 0, для неорганических – c = 0. Для многих веществ коэффициенты a, b, c, c ’ приведены в справочниках. Уравнение Кирхгофа Уравнение Кирхгофа позволяет рассчитывать тепловые эффекты химических реакций при любой температуре. Рассмотрим простейшую химическую реакцию – переход 1 моль вещества А в вещество В при температуре Т 2 и постоянном давлении р: . – тепловой эффект реакции. Эту реакцию можно провести в одну стадию или через ряд последовательных стадий, например: 1) нагреть вещество А до температуры Т 1 (тепловой эффект , где – средняя изобарная теплоемкость вещества А); 2) провести реакцию при температуре Т 1 (тепловой эффект ); 3) охладить продукт реакции – вещество В – до температуры Т 2 (тепловой эффект , где – средняя изобарная теплоемкость вещества В).
Согласно закону Гесса , , где – разность изобарных теплоемкостей продуктов реакции и исходных веществ. Для химической реакции рассчитывают по формуле: , где – стехиометрические коэффициенты продуктов реакции и исходных веществ. Средние теплоемкости веществ приведены в справочной литературе. Таким образом, . За температуру Т 1 удобно принять температуру 298 К, поскольку тепловой эффект реакции при 298 К можно легко рассчитать, используя первое или второе следствия из закона Гесса; Т 2 – температура реакции Т. Тогда . (5) Уравнение (5) – уравнение Кирхгофа – позволяет рассчитать тепловой эффект химической реакции, протекающей при температуре Т (при условии, что в температурном интервале (298 – Т) теплоемкость мало зависит от температуры).
Анализ уравнения Кирхгофа. – если Δ Ср > 0, то с повышением температуры тепловой эффект реакции будет возрастать; – если Δ Ср < 0, с повышением температуры тепловой эффект реакции уменьшается; – если Δ Ср = 0, то тепловой эффект реакции не зависит от температуры.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 473; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |