18. Первое начало термодинамики. Закон Гесса как следствие 1-го начала термодинамики.
Первый закон термодинамики есть по сути закон сохранения энергии. Первый закон термодинамики устанавливает связь между количеством теплоты полученное или выделенной в процессе количеством произведенной или полученной работы и изменением внутренней энергии системы. Первый закон термодинамики имеет множество формулировок:
-если в каком либо процессе энергия одного вида исчезает , то вместо нее появляется энергия в другой форме в кол-ве строго эквивалентном исчезнувшему виду.
-Различные формы энергии переходят друг в друга в строго эквивалентных всегда одинаковых соотношениях.
-в любой изолированной системе общий запас энергии сохраняется постоянным.
-работа - одна из форм перехода энергии => невозможно создание вечного двигателя 1 рода, который давал бы возможность получать работу, не затрачивая на это соответствующее кол-во энергии.
-математическое выражение 1 закона т.д. DU=Q-A. В любом процессе изменение запаса внутренней энергии DU=U2-U1 какой-либо системы складывается из теплоты Q, сообщенной системе минус кол-во работы А, совершенной системой. Для процессов, связанных с бесконечно малыми изменениями: dU=dq-dA, dA=dA`+pdV, где dA` - так называемая «полезная» работа , т.е элементарная работа преодоления всех сил, кроме внешнего давления ; pdV - работа против сил внешнего давления. I начало т.д. в развернутом виде: dU= dq - pdV - dA`. В интегральном виде: q= DU+ (V2/V1) òpdV+A` . (второе слагаемое - работа расширения).
Закон Гесса: Тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном объеме или постоянном давлении, не зависит от пути реакции, то есть от ее промежуточных стадий, а определяется только природой и состоянием исходных веществ и продуктов реакции.
Закон является прямым следствием 1 начала, т.к. при постоянных V и Р тепловые эффекты реакций равные изменению функций состояния U и Н, стало быть в этих частных случаях тепловые эффекты и сами являются функциями состояния.
19. Стандартная энтальпия образования. Следствие из закона Гесса. Термохимические расчеты.
Тепловой эффект образования 1 моль вещества из простых веществ, устойчивых при 298К и давлении 100кПа, называют энтальпией (теплотой образования). Тепловые эффекты реакций образования веществ в стандартном состоянии называют стандартной энтальпией образования.
Следствие закона Гесса: энтальпия химической реакции равна сумме энтальпий образования продуктов реакции за вычетом суммы энтальпий образования веществ с учетом стехиометрических коэффициентов.
20. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры.
Продифференцируем
уравнения
и
по Т, причем в первом случае возьмем
постоянный V, а во втором – Р.
Температурный коэффициент теплового эффекта процесса равен изменению теплоемкости системы, происходящему в результате процесса (правило Кирхгоффа).
Интегрируя полученные выше дифф уравнения, получаем:
В небольшом диапазоне температур можно ограничиться первым членом степенного ряда для С, и тогда она будет постоянной.