Хаотического теплового движения частиц системы, потенциальная энергия их
Взаимодействия, обусловленная структурой системы, энергия электронов на
Атомных и молекулярных орбиталях, энергия связи в атомных ядрах, энергия
Элементарных частиц.
В процессах, изучаемых химической термодинамикой, изменяются
Только кинетическая энергия хаотического теплового движения частиц
Системы, потенциальная энергия их взаимодействия, обусловленная
Структурой системы и энергия электронов на атомных и молекулярных
Орбиталях.
Внутренняя энергия включает потенциальную энергию частей системы,
А потенциальная энергия зависит от взаиморасположения наблюдаемой части
Системы и наблюдателя. Поэтому U не может иметь определенного значения
для разных наблюдателей – она будет зависеть от системы отсчета. А вот ее
изменение ∆ U при изменении состояния системы абсолютно.
Первое начало термодинамики формулируется так:
Тепло, которым обмениваются система и окружающая среда, равно
Сумме изменения внутренней энергии системы и совершенной работы.
Q=∆ U+W
Это – одна из формулировок закона сохранения энергии. Она запрещает,
в частности, процессы, в которых W ≠ 0 при Q=∆ U=0, т.е. получение
Работы без затраты тепла и изменения внутренней энергии. (Запрет на
Вечные двигатели первого рода).
В дальнейшем всегда будет пониматься, что ∆ (разность) чего бы то ни
Было, это разность между конечным и начальным состояниями.
Важно также договориться о знаках тепла и работы. В термодинамике
знаки рассматриваются с точки зрения системы. То, что «входит» в систему,
имеет знак «+», что «покидает» её – знак «-».
Лебедев Ю.А. Лекция 8
Т.е. работа, совершаемая НАД системой положительна (+W), а
совершаемая системой НАД окружающей средой – отрицательна (-W).
Аналогично, тепло, поступающее в систему (отнимаемое от
окружающей среды в эндотермическом процессе) – положительно (+Q), а
Тепло, отдаваемое системой (выделяющееся в окружающей среде в
экзотермическом процессе) – отрицательно (-Q).
Вопрос
Закон Гесса: формулировка, следствия, практическое значение
Закон Гесса. Термохимические расчеты.
Тепловые эффекты химических реакций подчиняются закону Гесса.
Он гласит: тепловой эффект химической реакции определяется только
Начальным и конечным состоянием реакционной системы и не зависит от
Пути протекания процесса.
Лебедев Ю.А. Лекция 8
Под путем процесса понимается количество промежуточных реакций.
Так, например, сгорание графита можно провести двумя путями.
1. Прямое взаимодействие:
Cграфит + O2 г. = CO2 г. + Qх.р.1 (1)
Через промежуточное окисление графита до монооксида углерода
(угарного газа):
Cграфит + ½ O2 г. = CO г. + Qх.р.2 (2)
CO г. + ½ O2 г. = CO2 г. + Qх.р.3 (3)
В соответствии с законом Гесса, если просуммировать уравнения (2)
и (3), и сравнить результат с уравнением (1), мы получим:
Qх.р.2 + Qх.р.3 = Qх.р.1
С математической точки зрения закон Гесса равносилен утверждению
О том, что термохимические уравнения подчиняются обычным
Алгебраическим правилам.
Закон Гесса позволяет вычислять тепловые эффекты химических
Реакций, которые сложно осуществить экспериментально, исходя из
Данных по реакциям, более экспериментально доступным.
Важным следствием из закона Гесса является утверждение о том, что
Тепловой эффект химической реакции может быть вычислен как разность
Сумм теплот образования продуктов реакции и теплот образования
Реагентов.
Так, для реакции:
aA + bB = cC + dD + Qх.р
∆ Hх.р.. = (c∆ fH0298 C + d∆ fH0298 D) – (a∆ fH0298 A + b∆ fH0298 B)
где ν - стехиометрические коэффициенты, а индекс i относится к
реагентам, а индекс j – к продуктам реакции.
Кроме таблиц (баз данных) по энтальпиям (теплотам) образования
Химических соединений составлены также (особенно для органических
веществ) аналогичные таблицы по теплотам (энтальпиям) сгорания. (∆
СH
298 A Индекс с – от combustion, сгорание)