9. Первый закон термодинамики; внутренняя энергия, энтальпия.
Связь между теплотой Q и работой A и внутренней энергией U устанавливает 1й закон термодинамики. 1й закон термодинамики. Энтальпия. Кол-во энергии , которое выделяется или поглощается системой в форме теплоты и работы равно изменению ее внутренней энергии.
Кол-во
теплоты, подведенное к системе, расходуется
на изменение ее U и
совершения системой работы.
;
;
;
1) V=const.
Пусть
,
тогда
(экзотермическая
,
эндотермическая
(1);
2) p=const.
Пусть
;
;
(2).
H – энтальпия
– полный запас энергии расширенной
системы при p=const.
Уравнения (1) и (2) показывают, что
энергетические эффекты при V=const
и p=const
отличаются на величину
,
тогда
–изменение моль газа в ходе реакции.
Для
конденсированных систем (нет газов)
,
тогда
;
10. Применение первого закона термодинамики к изохорным и изобарным процессам. Тепловые эффекты химических реакций. Стандартные энтальпии образования веществ.
Кол-во теплоты, подведенное к системе, расходуется на изменение ее U и совершения системой работы. ; ; ; 1) V=const. Пусть , тогда (экзотермическая , эндотермическая (1); 2) p=const. Пусть ;
; (2). H – энтальпия – полный запас энергии расширенной системы при p=const. Энтальпия (теплосодержание) зависит от природы и массы вещества, его агрегатного состояния (не зависит от пути и способа проведения процесса). Это величина экстенсивная, выражется в Дж/моль. Уравнения (1) и (2) показывают, что энергетические эффекты при V=const и p=const отличаются на величину , тогда –изменение моль газа в ходе реакции. Для конденсированных систем (нет газов) , тогда ;
Теплоты,
выделяемая или поглощаемая при протекании
физико-химических процессов при условии,
что процесс протекает непрерывно при
постоянном объеме или давлении и
единственным видом работы является
работа против внешнего давления,
называется тепловым эффектом. Соотношения
и
позволяют определять тепловые эффекты:
при постоянном объеме он равен внутренней
энергии
,
при постоянном давлении – изменению
энтальпии
.
Процессы, протекающие с выделением
теплоты называются экзотермическими
,
а с поглощением теплоты – эндотермическими
.
Тепловой эффект процесса можно рассчитать,
если известны теплоты образования
исходных веществ и продуктов, образующихся
в результате протекания реакции.
Изобарной теплотой образования сложного
вещества
называется количество энергии, выделяемое,
реже поглощаемое, при образовании 1 моль
сложного вещества из простых. Если
исходные вещества и продукты реакции
находятся в стандартных условиях (T=298K
и p=101,3 кПа), то теплота
образования 1 моля соединения называется
стандартной теплотой образования
.
Для большинства сложных веществ
стандартные теплоты образования
приведены в справочных таблицах; для
простых веществ (H2, O2,
N2 и др.) – условно приняты
равными нулю.
Стандартным состоянием вещества называется такая его фаза, агрегатное состояние которой или модификация, которая является устойчивой при стандартных условиях T=298®K p=101кПа