Различают процессы проходящие
1) при постоянном объеме – изохорные,
2) при постоянном давлении – изобарные,
3) при постоянной температуре – изотермические.
Энтальпия(Н) - это термодинамическая функция, которая характеризует энергетическое состояние вещества, но включает в себя и внутренняя энергию и энергию, затрачиваемую на работу. Чаще всего в химии приходится иметь дело с процессами, протекающими при постоянном давлении. При этом удобно пользоваться величиной энтальпии, определяемой соотношением:
.
Для изохорного процесса ( = 0) , значит и работа расширения равна 0, т.к. А=Р
= 0. Поэтому для процессов, при которых давление и объем практически не меняются изменение энтальпии равно изменению внутренней энергии.
= ΔU = - ΔQ
В литературе можно встретить и другие варианты приведённого выше соотношения, отличающиеся от него знаками ( или
). Все зависит от того, рассматриваем мы систему с точки зрения теплотехники или термохимии. В «термохимическом правиле знаков для теплоты» положительной считают теплоту, отдаваемую системой, а отрицательной — теплоту, получаемую системой. Т.е. все рассматривается с точки зрения системы. Если в системе уменьшается внутренняя энергия, значит, она выделилась в виде тепла или работы. Если система получила дополнительную энергию в виде тепла или над системой совершена работа – значит, внутренняя энергия системы стала больше. Это значит, что величины ΔU и ΔQ должны иметь противоположные знаки. Тепловые эффекты химических реакций можно указывать в химических уравнениях, и тогда они называются термохимические уравнения.
Поэтому в термохимических уравнениях мы записываем:
2Н2 + О2 = 2Н2О (г) + 136,8 ккал/моль или ∆Н = -136,8 ккал/моль ,
т.е. в этой реакции энергия выделяется т.к. ΔQ > 0 и энтальпия (внутренняя энергия) уменьшается т.к. <0.
Если реакция протекает с выделением энергии (чаще всего в виде тепла) ΔQ > 0 ,( и это значит, <0 и
<0), то реакцию называют экзотермической. Если реакция протекает с поглощением энергииΔQ < 0 , (и это значит
> 0 ,
> 0, то ее называют эндотермической. Значит реакция образования воды, о которой шла речь выше – экзотермическая.
Еще одна формулировка закона сохранения энергии это Закон Лавуазье – Лапласа, который читается так:
Если при образовании какого-либо соединения выделяется (или поглощается) некоторое количество теплоты, то при разложении этого соединения в тех же условиях такое же количество теплоты поглощается (или выделяется).
2Н2(г) + О2(г) = 2Н2О (г) + 136,8 ккал/моль или ∆Н = -136,8 ккал/моль
Значит 2Н2О (г) = 2Н2 (г) + О2(г) - 136,8 ккал/моль или ∆Н = 136,8 ккал/моль