Перший закон термодинаміки

Зміна внутрішньої енергії закритої системи, яка відбувається в рівноважному процесі переходу системи із стану 1 в стан 2, дорівнює сумі роботи, зробленої над системою зовнішніми силами, і кількості теплоти, наданої системі: ΔU = A' + Q. Робота здійснена системою над зовнішніми тілами в процесі 1->2 (Назвемо її просто А) A=-A', тоді закон приймає вигляд:

Кількість теплоти, що надається системі, витрачається на зміну внутрішньої енергії системи і на здійснення системою роботи проти зовнішніх сил.

Для елементарної кількості теплоти δQ; елементарної роботи δA і малої зміни dU внутрішньої енергії перший закон термодинаміки має вигляд:

Екзотермічна реакція - хімічна або ядерна реакція, яка супроводжується виділенням тепла (наприклад, горіння).

Протилежний термін - ендотермічна реакція.

Кількісно характеризується теплотою реакції або зміною ентальпії  , яка для екзотермічних реакцій від'ємна.

14. Термохімічні рівняння реакцій - рівняння в яких вказано агрегатний стан реагуючих речовин і тепловий ефект

Наприклад:

2H₂(г) + O₂(г) = 2H₂O(р) + Q_p;

2H₂(г) + O₂(г) = 2H₂O(р); H.

Q_p - тепловий ефект процесу при постійному тиску.

H - ентальпія; H = - Q_p.

Зако́н Ге́сса — тепловий ефект реакції при постійних об'ємі або тиску (коли відсутня не пов'язана з розширенням робота) не залежить від шляху реакції, а лише від початкового й кінцевого станів системи.

Наслідки закону Гесса

1) Тепловий ефект хімічної реакції розкладу речовини є рівним тепло-вому ефекту хімічної реакції утворення цієї речовини (за абсолютною ве-личиною)

2) Дві реакції з однакового початкового походження в різні кінцеві дають різницю теплоти, яка дорівнює теплоті реакції переходу з одного кінцевого положення в друге

3) Дві реакції з різних початкових положень до однако-вого кінцевого положення дають різницю теплоти, яка до-рівнює теплоті реакції переходу з одного початкового по-ложення в друге

4) Тепловий ефект реакції дорівнює різниці між сумою теплоти утво-рення кінцевих продуктів реакції і сумою теплоти утворення початкових

продуктів − з врахуванням числа молів кожного учасника реакції.

15. Ентроп́ія S — в термодинаміці міра енергії у термодинамічній системі, яка не може бути використана для виконання роботи. Вона також є мірою безладдя, присутнього в системі.

Поняття ентропії було вперше введено у 1865 році Рудольфом Клаузіусом. Він визначив зміну ентропії термодинамічної системи при оборотному процесі як відношення загальної кількості теплоти ΔQ, отриманої або втраченої системою, до величини абсолютної температури T:

16. Ві́льна ене́ргія— це термодинамічний потенціал такого вигляду:

Енергію Гіббса можна розуміти як повну хімічну енергію системи (кристала, рідини тощо)

Поняття енергії Гіббса широко використовується в термодинаміці та хімії.

На перебіг хімічного процесу можуть впливати два фактори: ентальпійний і ентропійний. Самовільному перебігу процесу сприяє зменшення ентальпії системи, тобто від’­ємне значення. Для хімічних перетворень це, як правило, озна­чає утворення більш складних частинок з менш складних.

17. Інтенсивність проходження хімічних реакцій визначається швидкістю, тобто зміною концентрації реагента або продукту реакції за одиницю часу: де С – молярна концентрація реагента, а t – час. Мінус перед правим членом обумовлений зниженням концентрації реагента в ході реакції. У виразі швидкості реакції за зміною концентрації продукту реакції мінус не ставиться. Отже, швидкість реакції завжди додатня.