3. Внутренняя энергия и энтальпия. Первый закон термодинамики.

Внутренняя энергия - характеризует общий запас энергии системы, включает все виды движения и взаимодействия частиц, составляющих систему.

Свойства:

1. Внутренняя энергия не может равняться нулю (нет веществ без движения).

Она всегда положительна и тем больше, чем больше движение.

2.Внутренняя энергия изолированной системы всегда остается постоянной величиной, независимо от протекающих в системе процессов.

3.Внутренняя энергия складывается из отдельных видов энергии, которые превращаются друг в друга в строго эквивалентных количествах.

4.Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы, т.е. каждому состоянию системы соответствует одно значение внутренней энергии.

1 Закон термодинамики

Первый закон термодинамики (закон сохранения энергии для тепловых процессов) определяет количественное соотношение между изменением внутренней энергии системы дельта U, количеством теплоты Q, подведенным к ней, и суммарной работой внешних сил A, действующих на систему.

Первый закон термодинамики – изменение внутренней энергии системы при ее переходе из одного состояния в другое равно сумме количества теплоты, подведенного к системе извне, и работы внешних сил, действующих на нее:

Вечный двигатель первого рода не возможен – таков вывод из первого закона термодинамики.

Энтальпия

Энтальпия — термодинамический потенциал, характеризующий состояние системы в термодинамическом равновесии при выборе в качестве независимых переменных давления, энтропии и числа частиц.

Проще говоря, энтальпия — это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении.

ЭНТАЛЬПИЯ системы (Н) – есть величина, равная сумме внутренней энергии (U) и потенциальной энергии всестороннего сжатия (PV)

4. Теплоемкость. Зависимость теплоемкости от температуры.

Под теплоемкостью тела понимают количество теплоты, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на один Кельвин (при отсутствии химических реакций и фазовых превращений).

Молярная теплоемкость (С) – количество теплоты, необходимое для нагревания одного моля вещества на 1К (Дж/[моль*K]).

Удельная теплоемкость (с) – количество теплоты, необходимое для нагревания единицы массы вещества на 1К (Дж/[г* К]) с=С/М, где М – молярная масса.

Зависимость теплоемкости от температуры имеет вид:

где, a, b, c – постоянные

5. Стандартное состояние вещества. Стандартная теплота образования.

Стандартные состояния — в химической термодинамике условно принятые состояния индивидуальных веществ и компонентов растворов при оценке термодинамических величин.

Стандартная теплота образования вещества (соединения) – это тепловой эффект реакции образования одного моля вещества (соединения) из простейших элементарных веществ, взятых в устойчивой модификации и в стандартном состоянии.

В справочниках теплоту образования веществ (соединений) обозначают

6. Тепловой эффект химической реакции. Закон Гесса.

Тепловой эффект - выделяющееся или поглощаемое тепло в ходе химической реакции.

Закон Гесса — основной закон термохимии, который формулируется следующим образом:

Тепловой эффект химической реакции, проводимой в изобарно-изотермических или изохорно-изотермических условиях, зависит только от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути её протекания.