Энтальпия идеального газа
Где: Δn – изменение моль молекул газа в реакции.
Рассмотрим пример:
2H2(г) + O2(г) = 2H2O(ж)
Δn = -3 моль
Примеры решения задач Расчет изменения энтальпии Задача 2.3. Вода нагревается до температуры кипения при давлении 1 атм. При прохождении тока 0.5 A под напряжением 12 В в течение 300 с было установлено, что 0,798 г воды перешло в пар. Рассчитайте молярную внутреннюю энергию и молярное изменение энтальпии при температуре кипения (373.15 K) Решение ΔH = Q = 0.5(A)×12(В)×300(с) = 1.8 кДж H2O(ж)→H2O(г) Δn = 1 моль
ΔUm = ΔHm – RT = +38 кДж/моль
|
Теплоемкость
Если температура повышается, внутренняя энергия вещества возрастает. Производная поглощенной теплоты , отнесенная к температуре называется теплоемкостью.
На рис. 2.9. кривая на графике характеризует теплоемкость.
|
Рис. 2.9. Иллюстрация теплоемкости |
Теплоемкость при постоянном объеме
Внутренняя энергия системы и объем изменяются при изменении температуры. Теплоемкость при постоянном объеме обозначается CV и определяется как :
|
Рис. 2.10. Теплоемкость при постоянном объеме |
Молярная и удельная теплоемкость
Удельная теплоемкость вещества – это теплоемкость, отнесенная к массе вещества.
Молярная теплоемкость при постоянном объеме, CV,m, - теплоемкость одного моля вещества.
Теплоемкость является экстенсивным термодинамическим параметром.
Заметим: молярная теплоемкость при постоянном объеме является интенсивным параметром. (все молярные величины являются интенсивными).
Расчет теплоемкости при постоянном объеме CV
Для идеального одноатомного газа:
Для идеального двухатомного газа:
Теплоемкость при постоянном объеме может быть использована, чтобы найти изменение внутренней энергии при изменении температуры (при V = const):
Теплоемкость при постоянном объеме может быть использована, чтобы найти изменение внутренней энергии при изменении температуры (при V = const).
Для 1 моль вещества:
В интегральной форме:
При Ср=const:
|
Для n моль вещества:
В интегральной форме:
При Ср=const:
|
Теплоемкость при постоянном давлении
Теплоемкость при постоянном давлении – это наклон кривой на графике зависимости «энтальпия – температура» при P = const:
Теплоемкость при постоянном давлении больше теплоемкости при постоянном объеме на величину nR.
|
Рис. 2.11. Теплоемкость при постоянном давлении |
Теплоемкость при постоянном давлении используется чтобы найти изменение энтальпии при изменении температуры :
Теплоемкость при постоянном давлении используется, чтобы найти изменение энтальпии при изменении температуры:
Для 1 моль вещества:
В интегральной форме:
При СV=const:
|
Для n моль вещества:
В интегральной форме:
При СV=const:
|
