Первый закон термодин.13)Термохим уравнения

первое начало термодинамики, энтальпия

изменение внутренней энергии открытой-закрытой системы DU

при ее переходе из одного состояния в другое

равно разности количества теплоты Q, полученной системой, и

работы A, совершенной системой против внешних сил

DU = Q - A первое начало термодинамики – вариант общего закона сохранения энергии *М.В.Ломоносов

количество теплоты Q, полученной открытой-закрытой системой при нагревании,

расходуется на увеличение внутренней энергии системы DU и

на совершение работы A против внешних сил

Q = DU + A

внутренняя энергия изолированной системы не меняется,

поэтому изолированная система не может совершить работу против внешних сил

«двигатель-закрытая система» без потребления внешней энергии невозможен

Экзотерм.Эндотерм.Изохорные.Изобарные.Изотерм процессы.11)Тепловой эффект изохорных и изобарных процессов.

при изохорном процессе работа расширения нулевая A = р× DV= 0

особенность изохорного процесса – количество теплоты, отданной-полученной системой, равно изменению вн.энергии

изменение внутренней энергии DU - функция состояния изохорного процесса

Q_изохор = DU

при изобарном процессе система совершает работу расширения A = р× DV,

поэтому Q = DU + A = U₂- U₁+ р× DV = U₂- U₁+ р× V₂- р× V₁ = (U₂+ р× V₂)- (U₁+ р× V₁) = Н₂- Н₁= DН

выражение Н = U + р× V есть энтальпия

энтальпия – мера теплосодержания системы, мера внутренней энергии системы

изменение энтальпии DН = DU + р× DV - функция термодинамического состояния изобарного процесса -

количество теплоты, отданной-полученной системой, равно изменению энтальпии

Q_изобар = DН

при экзотермических процессах, идущих с выделением теплоты, энтальпия системы уменьшается DН<0

при эндотермических процессах, идущих с поглощением теплоты, энтальпия системы увеличивается DН>0

для эндотермических процессов нужен внешний источник энергии

измеряя количество отданной-полученной теплоты путем калориметрии, можно рассчитать энтальпию

хим.реакция - процесс превращения системы веществ-реагентов в систему веществ-продуктов

Энтальпия.Мат выражение.

при изобарном процессе система совершает работу расширения A = р× DV,

поэтому Q = DU + A = U₂- U₁+ р× DV = U₂- U₁+ р× V₂- р× V₁ = (U₂+ р× V₂)- (U₁+ р× V₁) = Н₂- Н₁= DН

выражение Н = U + р× V есть энтальпия

Энтальпия образов в-ва.Образов простого и сложного в-ва.

с изменением энтальпии системы веществ-реагентов на энтальпию системы веществ-продуктов

изменение энтальпии, равное при изобарном процессе тепловому эффекту р-ции Q_изобар = DН, есть энтальпия хим.реакции

выделяют энтальпию образования простых и энтальпию образования сложных в-в:

- энтальпия образования простого в-ва – энтальпия образования в-ва из атомов хим.элемента

энтальпия образования простых в-в равна нулю

условие – образующиеся простые в-ва устойчивы в данных условиях

ПР: стандартная энтальпия образования Н₂ О₂ С.. равна нулю

- энтальпия образования сложного в-ва – энтальпия хим.реакции образования в-ва из простых в-в

стандартную энтальпию образования измеряют при стандартных условиях –

1 моль в-ва, температура Т=25°С=298°К , давление р =1 атм=101 кПа

ПР: стандартная энтальпия образования Н₂О Н₂ + 1/2О₂ = Н₂О DН°=-285 кДж/моль

Закон Гесса.

закон Гесса (для изобарных процессов)

энтальпия хим.р-ции (тепловой эффект р-ции) зависит от природы и состояния исходных-конечных в-в,

но не зависит от промежуточных хим.р-ций

ПР: последовательная реакция 2С(т)+ О₂(г)® 2СО(г); 2СО + О₂ ® 2СО₂ и простая реакция С + О₂ ® СО₂

ПР: реакции нейтрализации имеют один тепловой эффект для всех кислот и оснований (реакция Н⁺+ ОН^-® Н₂О)

Следствие закона Гесса.

следствия закона Гесса: H

- DH = (cDH_обрC + dDH_обрD) – (aDH_обрA + bDH_обрB) в реакции aA + bB ® cC + dD реагенты

- DH = (cDH_сгорC + dDH_сгорD) – (aDH_сгорA + bDH_сгорB)

- DH_прямой = -DH_{обратной} DH

- различие энтальпий двух хим.реакций продукты

с разными исходными в-вами и одинаковыми конечными в-вами

есть энтальпия перехода одних исходных в-в в другие

- различие энтальпий двух хим.реакций с разными конечными в-вами и одинаковыми исходными в-вами

есть энтальпия перехода одних конечных в-в в другие

энтальпии хим.реакций рассчитывают по следствию закона Гесса (для изобарных процессов)

энтальпия хим.р-ции равна разности энтальпий образования реагентов и энтальпий образования продуктов р-ции

в расчетах учитывают стехеохимические коэффициенты хим.реакций

aA + bB ® cC + dD

DH = (cDH_обрC + dDH_обрD) – (aDH_обрA + bDH_обрB)

ПР: С₆Н₁₂О₆(т) + 6О₂(г) = 6СО₂(г) + 6Н₂О(г) DН=-2780 кДж/моль или .. ккал/моль

стандартная энтальпия образования С₆Н₁₂О₆ DН=-1260 кДж/моль

стандартная энтальпия образования Н₂О DН=-285 кДж/моль

стандартная энтальпия образования СО₂ DН=-393 кДж/моль

DН =(DН_С6Н12О6 + 6DН_О2)-(6DН_Н2О + 6DН_СО2)=6×(-285)–6×(-393)-(-1260)=-2780

хим.уравнения, где указаны изменение энтальпии или другие функции состояния есть термохимические уравнения

особенности: указывают изменение энтальпии для 1 моля заданного в-ва

в уравнении коэффициент заданного в-ва равен 1, остальные коэффициенты могут быть дробными

указывают агрегатное состояние в-в