Химическая термодинамика в курсе общей химии. Гончаров Е.Г. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

- 9 -
Из этой энергетической диаграммы видно, что продукты реакции
потеряли часть своей внутренней энергии, которая выделилась в виде теп-
ла и рассеялась в окружающей среде. Из равенства Q
V
= -∆U следует, что
тепловой эффект в термохимической шкале положителен (экзотермиче-
ский процесс), но в термодинамической шкале потеря системой энергии
соответствует отрицательному знаку ее изменения: U
2
–U
1
= ∆U<0.
Если растворение цинка в серной кислоте проводить при постоян-
ном давлении (Р=const), то величина теплового эффекта Q
Р
будет другой.
Из рис.2 видно, что неизменность давления в системе достигается за счет
увеличения объема при выделении газообразного продукта. В этом экспе-
рименте сосуд содержит свободно перемещающуюся пробку (поршень),
что дает возможность выделяющемуся в результате реакции водороду со-
вершать работу расширения, преодолевая внешнее давление.
Термохимическая реакция изобарного процесса запишется так:
Zn(к)+H
2
SO
4
(р)=ZnSO
4
(р)+H
2
(г)+163,2 кДж/моль (Р=const) (2)
Из сопоставления реакций (1) и (2) видно, что Q
V
>Q
Р
. Это является
следствием того, что часть выделяющегося тепла при изобарном процессе
расходуется на совершение работы реакционной системой против внеш-
него давления. Q
V
=Q
P
+p∆V, где p∆V - работа расширения.
Однако если реакция идет с уменьшением объема, то Q
P
>Q
V
. Это
происходит, когда объем (число моль) газообразных продуктов меньше
объема (числа моль) исходных газообразных веществ. Например, при
осуществлении реакции 3Н
2
(г)+N
2
(г)=2NН
3
(г) объем реакционной систе-
мы уменьшается, т.е. работа производится внешней средой над системой,
поэтому
Q
V
= Q
P
- p∆V Q
V
< Q
P
Вполне понятно, что если объем системы в реакционном процессе не из-
меняется, то Q
V
= Q
P
, т.е. работа не совершается ни системой, ни окру-
жающей средой над системой. Итак, в рассматриваемой реакции раство-
рения цинка в серной кислоте система совершает работу над окружающей
средой и эта работа в термодинамике считается положительной. В проти-
                                  -9-

      Из этой энергетической диаграммы видно, что продукты реакции
потеряли часть своей внутренней энергии, которая выделилась в виде теп-
ла и рассеялась в окружающей среде. Из равенства QV = -∆U следует, что
тепловой эффект в термохимической шкале положителен (экзотермиче-
ский процесс), но в термодинамической шкале потеря системой энергии
соответствует отрицательному знаку ее изменения: U2–U1 = ∆U<0.
      Если растворение цинка в серной кислоте проводить при постоян-
ном давлении (Р=const), то величина теплового эффекта QР будет другой.
Из рис.2 видно, что неизменность давления в системе достигается за счет
увеличения объема при выделении газообразного продукта. В этом экспе-
рименте сосуд содержит свободно перемещающуюся пробку (поршень),
что дает возможность выделяющемуся в результате реакции водороду со-
вершать работу расширения, преодолевая внешнее давление.
       Термохимическая реакция изобарного процесса запишется так:

      Zn(к)+H2SO4(р)=ZnSO4(р)+H2(г)+163,2 кДж/моль (Р=const) (2)

      Из сопоставления реакций (1) и (2) видно, что QV>QР. Это является
следствием того, что часть выделяющегося тепла при изобарном процессе
расходуется на совершение работы реакционной системой против внеш-
него давления. QV=QP+p∆V, где p∆V - работа расширения.
     Однако если реакция идет с уменьшением объема, то QP>QV. Это
происходит, когда объем (число моль) газообразных продуктов меньше
объема (числа моль) исходных газообразных веществ. Например, при
осуществлении реакции 3Н2(г)+N2(г)=2NН3(г) объем реакционной систе-
мы уменьшается, т.е. работа производится внешней средой над системой,
поэтому

                         QV = QP - p∆V    QV < QP

Вполне понятно, что если объем системы в реакционном процессе не из-
меняется, то QV = QP, т.е. работа не совершается ни системой, ни окру-
жающей средой над системой. Итак, в рассматриваемой реакции раство-
рения цинка в серной кислоте система совершает работу над окружающей
средой и эта работа в термодинамике считается положительной. В проти-

Страницы