Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Введение. Термодинамика - наука, изучающая закономерности процессов, сопровождающихся взаимным превращением различных видов энергии





 

Термодинамика - наука, изучающая закономерности процессов, сопровождающихся взаимным превращением различных видов энергии. Термодинамический метод широко используется при исследовании самых разнообразных систем, в том числе геологических, металлургических, обогатительных и других. Этот метод позволяет определить количественные соотношения при превращении различных видов энергии, установить возможность протекания данного процесса и его глубину, т.е. равновесное состояние до которого он может протекать в данных условиях.

В результате химической реакции выделяется или поглощается энергия, так как реакция сопровождается перестройкой энергетических уровней атомов или молекул веществ, участвующих в ней, и веществ, образующихся в ходе реакции.

Реакции, при которых наблюдается выделение энергии, называются экзотермическими (Q>0).

Реакции, идущие с поглощением энергии, называются эндотермическими (Q<0). Выделение или поглощение энергии в результате процесса зависит от соотношения количеств энергии, затраченных на разрыв или возбуждение химических связей первоначально взятых веществ, и энергии, выделяющейся в результате образования новых химических связей в продуктах реакции.

В соответствии с законом сохранения энергии для любого процесса должно соблюдаться равенство

Q = (U2 – U1) + W = DU + W,

где Q—теплота; U2 и U1 — внутренние энергии конечных и начальных состояний системы соответственно; W — работа.

Это означает, что если в какой-либо системе (в химии — вещество или совокупность веществ) подводят теплоту, то она расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение работы. Внутренняя энергия системы U – это общий ее запас, включающий энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярных колебаний атомов и атомных групп, энергию движения электронов, внутриядерную энергию и т.д. Внутренняя энергия – это полная энергия системы без потенциальной энергии, обусловленной положением системы в пространстве и без кинетической энергии системы как целого. Абсолютное значение U веществ неизвестно, так как нельзя привести систему в состояние, лишенное энергии. Внутренняя энергия, как и любой вид энергии, является функцией состояния, т.е. ее изменение однозначно определяется начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути перехода, по которому протекает процесс DU=U2-U1, где DU – изменение внутренней энергии системы при переходе от начального состояния (U1) в конечное (U2):



если U2>U1, то DU>0;

если U2<U1, то DU<0.

Теплота и работа функциями состояния не являются, ибо они служат формами передачи энергии и связаны с процессом, а не с состоянием системы. Работа — это работа против всех сил, действующих на систему (внешнее давление, силы поверхностного натяжения и др.).

Для химической реакции при постоянном давлении работа равна произведению давления Р на изменение объема в системе

W=P(V2 – V1)

где V2 и V1 — объемы продуктов реакции и начальных продуктов соответственно.

В этом случае теплота, подведенная к системе в изобарном процессе, выражается следующим образом:

Qp = (U2 – U1) + P(V2 – V1) = (U2 + PV2) – (U1 + PV1)

Если обозначить U + PV через H, это выражение примет следующий вид:

Qp=H2 – H1 = DH

Величину Н называют энтальпией. Таким образом, теплота при p = const и T= const приобретает свойство функции состояния и не зависит от пути, по которому протекает процесс. Отсюда теплота реакции в изобарно-изотермическом процессе Qp равна изменению энтальпии системы DrН (если единственным видом работы является работа расширения). Qp= DrН.

Энтальпия (Н), как и внутренняя энергия (U), является функцией состояния, ее изменение (DН) определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути перехода.

Нетрудно видеть, что теплота реакции в изохорно-изотермическом процессе (QV) (V= const, T= const), при котором DV=0, равна изменению внутренней энергии системы DrU. QV=DrU. Теплоты химических процессов, протекающих при p, T= const и V,T= const, называют тепловыми эффектами.

При экзотермических реакциях Qp>0 энтальпия системы уменьшается и DrН<0 (Н2 < Н1), а при эндотермических Qp<0 энтальпия системы увеличивается и DrН>0 (Н2 > Н1). В дальнейшем тепловые эффекты всюду выражаются через DrН.

Раздел химии, в котором рассматриваются тепловые эффекты химических процессов, называется термохимией.

Все химические реакции протекают при постоянном давлении или при постоянном объеме. Первые из них называются изобарными, вторые — изохорными. Тепловые эффекты обычно относят к одному молю вещества и выражают в джоулях. Запись химической реакции с указанием теплового эффекта называют термохимическим уравнением.

Тепловой эффект реакции зависит от агрегатного состояния реагентов. Поэтому в термохимических уравнениях около символов реагентов указывают обычно их агрегатное состояние (Аг — газообразное, Втв— твердое и Сж—жидкое состояния).






Date: 2015-05-09; view: 222; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.007 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию