Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Балдынова Ф.П - 6 стр.

являются функциями состояния системы, а зависят от пути                                  δ W= -d U                     (1-7)
проведения процесса (поэтому значок полного дифферен-                      В этих случаях работа становится функцией состоя-
циала перед W,Q употреблять нельзя) и уравнение (I-1)               ния.
можно записать в следующем дифференциальном виде:                        Термохимия – раздел физической химии, который
                     dU= δQ-δW.                      (I-2)          изучает тепловые эффекты реакции. Тепловые эффекты ре-
      Например, для процесса, в котором совершается толь-           акции- это наибольшее количество тепла, которое выделя-
ко механическая работа расширение газа, то есть δW = p              ется или поглощается при необратимо идущей химической
dV,                                                                 реакции.
        dU=δQ-pdV(закрытая система)                  (I-3)               Тепловой эффект при постоянном давлении характе-
      Для изохороного процесса (V-const), следовательно,            ризуется изменением энтальпии ∆Η , при постоянном объе-
dV=0 и работа при этом не совершается вся теплота, подве-           ме – изменением внутренней энергии, связь между ними
денная к системе, идет на увеличение внутренней энергии,            выражается 1 законом термодинамики:
то есть, ∆U V v = QV                                                                   ∆H = ∆U + p∆V `                   (1-8)
      Для изолированной системы внутренняя энергия по-                   Основой термохимии является следствие 1 закона
стоянна.                                                            термодинамики - закон Гесса: тепловой эффект химической
      Для изобарного процесса (P-const) работа W= P(V2-             реакции определяется только природой, составом и агрегат-
V1), и тогда уравнение (1-1) можно записать так:                    ным состоянием исходных веществ и продуктов реакции и
                                                                    не зависит от возможных промежуточных химических ста-
        ∆U p = Q p − P(V 2 − V1 ) , или Qp = ∆Up + P∆V (I-4)
                                                                    дий, то есть от способа перехода от исходного состояния к
      В этом случае не вся теплота, подведенная к системе,          конечному (при Р или V=Const). Любая термодинамическая
идет на увеличение внутренней энергии, часть ее расходу-            величина, характеризующая процесс, определяется как ∆Н.
ется, например, на расширение газа. В термодинамике сум-                                                         2
ма (U+PV) обозначается буквой Н и названа энтальпией.               Математически это определенный интеграл      ∫   dх = х2 – х1
Энтальпия – функция состояния, как внутренняя энергия, не                                                        1

зависит от пути процесса, характеризует полную энергию                   На основе закона Гесса можно определить тепловые
системы, и «теплосодержание».                                       эффекты любых реакций: ∆Η (при изобарно - изотермиче-
      Из определения энтальпии следует, что для процесса            ских условиях) и ∆U (изохорно-изотермических условиях).
при постоянном давлении:                                            Пример:
                   Qр= ∆U р + p∆V = ∆H               (1-5)                          C гр + O 2  ∆
                                                                                                  H
                                                                                                    → СО 2 ,
     Изменение энтальпии при постоянном объеме будет
иметь следующий вид:
                                                                                Сгр+ ½ О2 ∆
                                                                                            Н1
                                                                                              → СО + 1 O2 ∆Η
                                                                                                            2 → СО2
                                                                                                      2
                  ∆H v = ∆U v                    (1-6)                   В этой реакции ∆H = ∆H 1 + ∆Η 2
     Для адиабатического процесса исключен теплообмен                    Тепловой эффект реакции может быть рассчитан так-
системы с окружающей средой (Q=0), тогда                            же по теплотам образования исходных веществ и продук-

                                                               13   14