Процессы |
|
|
|
||
Самопроизвольные |
Несамопроизвольные |
|
|
||
без затрат Е извне |
|
|
требуют Е |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|||
растворение |
|
|
сжатие газа |
||
испарение |
|
|
фотосинтез |
||
расширение газа |
|
|
биосинтез АТФ |
||
переход тепла от горячего |
|
белков, НК |
|||
тела к холодному |
|
|
|
|
|
диффузия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Биохимические процессы
Катаболические - распад веществ и структур
(энергодающие вещества → СО2 + Н2О + мочевины + энергия)
Анаболические - биосинтез веществ и структур для жизнедеятельности организма
Процессы по изменению параметров
изобарные
изохорные
изотермические
при Р =const |
или Р = 0 |
V =const |
или V = 0 |
T =const |
или T = 0 |
В живом организме все процессы изобарно- изотермические: Р, Т = соnst
Начала (законы) ТД сформулированы для изолированных систем в равновесном состоянии
I начало ТД (1842 г)
немецкий врач Майер (Джоуль, Гельмгольц, Ломоносов)
Е не появляется и не исчезает, а превращается из одного вида в другой
Теплота (Q), получаемая системой, идет на увеличение внутренней энергии ( U или Е)
ина совершение работы (А или W)
Q= U + A
I начало ТД
Внутренняя энергия U – энергия движения 
и взаимодействия частиц, составляющих систему, без учета кинетической и потенциальной Е системы в целом
Vкон |
Нагревание газа под |
|
подвижным поршнем |
||
|
||
Vнач |
Р =соnst |
I начало ТД для изобарного процесса 
Q = U + A
U = Uкон – Uнач
Расширение V = Vкон – Vнач
Работа по расширению:
А = р V = р Vкон – р Vнач
Q = Uкон – Uнач + р Vкон – р Vнач
Q = (Uкон + р Vкон ) – (Uнач + р Vнач )
Q = Hкон – Hнач |
Q = H |
|
Энтальпия (теплосодержание)
I начало ТД для изохорного процесса
Газ под неподвижным поршнем
V = 0 А = 0 |
|
|
Q = U |
||
работа по расширению |
|
|
|
||
U, H измеряют экспериментально
приборами калориметрами
Термохимия-
раздел ТД, изучающий тепловые эффекты химических реакций ( Нр)
I Начало ТД в термохимии |
|
|
|
|
|||
Реакции по Нр |
|
|
|
экзотермические |
эндотермические |
|
|
|
|||
Н < 0 |
Н > 0 |
||
сжигание топлива |
синтез белков, АТФ, НК |
||
расщепление пищи |
|
|
|
Q = - H
в окружающей |
в ТД системе |
среде |
(Е химических веществ) |
Е в системе = Е в окружающей среде
Определение Нр |
|
|
||||
|
||||||
|
|
Закон Гесса |
|
|
||
|
|
Р = const |
|
|
||
Н1 |
A |
Н2 |
||||
Реагенты |
промежуточное |
|
Продукты |
|||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
||
начальное состояние |
Нр |
конечное состояние |
||||
многостадийная реакция Нi
Нр = Н1 + Н2 = Σ Нi
Энтальпия реакции не зависит от пути протекания реакции, зависит только от природы реагентов и продуктов
I cледствие из закона Гесса
Стандартная энтальпия образования ( Н0обр) –
теплота образования 1 моль вещества из простых веществ при стандартных условиях: Р = 101 кПа (1 атм) Т = 2980 К (250 С +273)
Н0обр простых веществ = 0 кДж/мол
Н0р = |
Σ n· Н0обр - |
Σ n· Н0обр |
|
|
продуктов |
реагентов |
|
|
|
|
|
n- количество моль
(коэффициенты)