Тепловой эффект обратного процесса равен по величине тепловому эффекту прямого процесса, но с противоположным знаком

∆ H _пр.= –∆ H _{обратн.}

∆ H _пр. = H ₂– H ₁

∆ H _обрат. = H ₁– H ₂= –∆ H _пр.

Тепловой эффект кругового процесса равен нулю.

∆ H _круг. = ∆ H _пр. + ∆ H _обрат. = ∆ H _пр. – ∆ H _пр. = 0

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и теплот образования исходных веществ. При суммировании необходимо учитывать количество молей соответствующих веществ.

В общем виде тепловой эффект ∆ H º_р реакции

а А + b В → с С + d D

равен:

∆ H º_p = [c ∆ H º_обр.(С) + d ∆ H º_обр.(D)] – [a ∆ H º_обр.(A) + b ∆ H º_обр.(B)]

или

∆ H º_p = Σ∆ H º_{обр.(прод.)} – Σ∆ H º_{обр.(исх.)}

Например, для реакции

C₆H₁₂O_{6 (тв)}+6 O_{2 (г)} → 6 H₂O_(ж) + 6 СO_{2 (г)}

∆ H _р = 6 ∆ H _обр(H₂O_(ж) + 6 ∆ H _обр(СO_{2 (г)}) – ∆ H _обр(С₆Н₁₂O_{6 (тв)})

Δ H _обр.(О₂)=0, т.к. энтальпии образования простых веществ приняты равными нулю.

Пользуясь следствием закона Гесса, можно вычислить изменение энтальпии любых реакций, исходя из значений энтальпий образования исходных веществ и продуктов. В табл. 1 приложения приведены значения изменений энтальпий образования некоторых веществ в стандартных условиях (стандартных теплот образования), ΔHº₂₉₈. Используя данные табл.1, можем рассчитать Δ H _р.для рассматриваемого процесса:

Δ H _р. = 6 (–285,8) +6 (–393,5) – (–1273,0) = –2802,8 кДж

Величина и знак стандартных энтальпий образования веществ являются важными количественными характеристиками веществ, особенно при сравнительной оценке однотипных соединений. В целом можно утверждать: чем более отрицательное значение имеет стандартная энтальпия образования вещества, тем устойчивее вещество.

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот сгорания исходных веществ и теплот сгорания продуктов реакции. При суммировании необходимо учитывать количество молей соответствующих веществ.

∆ H º_p = Σ∆ H º_{сгор.(исх.)} – Σ∆ H º_{сгор.(прод.)}

В табл. 2 приложения приведены значения энтальпий сгорания некоторых веществ в стандартных условиях (стандартных теплот сгорания).

Например, тепловой эффект реакции

C₂H_{4 (г)} + H_{2 (г)} → C₂H_{6 (г)}

может быть определен через теплоты сгорания исходных веществ и продуктов реакции следующим образом:

Δ H º_р. = Δ H º_сгор.(C₂H_{4 (г)}) + Δ H º_сгор.(H_{2 (г)}) – Δ H º_сгор.(C₂H_{6 (г)}) = –1410,97 +

(–285,84) – (–1559,88)= –136,93 кДж.

С термохимическими уравнениями можно совершать алгебраические действия, их можно умножать и делить на постоянное число, складывать одно уравнение с другим и вычитать одно из другого, переносить члены уравнения из одной части уравнения в другую, изменяя при этом знак.

Подобные алгебраические действия с термохимическими уравнениями позволяют определять тепловые эффекты таких реакций, которые трудно осуществить на практике. Например:

С + O₂ = CO₂; Δ H º₁= –393,5 кДж/моль

СO + ½ O₂ = CO₂; Δ H º₂= –283,0 кДж/моль

С + ½O₂ = CO; Δ H º_x-?

Для нахождения ΔHº_x вычтем из первого термохимического уравнения второе:

С + O₂ – СO – ½ O₂ = CO₂ – CO₂;

С + ½ O₂ = CO; Δ H º₁ – Δ H º₂

При сопоставлении полученного уравнения с искомым убеждаемся, что они идентичны, следовательно,

Δ H º_x = Δ H º₁ – Δ H º₂ = –393,5 + 283,0 = – 110,5 кДж/моль.

4. ЭНТРОПИЯ. ВТОРОЙ И ТРЕТИЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ