Физическая химия. Килимник А.Б. - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

1.3. ТЕРМОХИМИЯ
Химические реакции сопровождаются выделением (экзотермические реакции) или поглощением
(эндотермические реакции) теплоты.
Процессы проводят при постоянном объеме V и постоянной температуре T (изохорно-изотермный
процесс) или при постоянном давлении P и постоянной температуре T (изобарно-изотермный процесс).
Теплоту для изохорно-изотермного процесса обозначим Q
v
, а для изобарно-изотермно-го процесса – Q
p
.
Если процесс проводится в изохорно-изотермных условиях, то, в соответствии с первым законом
термодинамики, работа не совершается и поглощенная системой теплота расходуется на увеличение
внутренней энергии системы Q
v
= ∆U.
Итак, тепловой эффект реакции Q
v
равен изменению внутренней энергии системы, т.е. ее свойства, и
потому не зависит от пути проведения процесса. Например, аммиак можно получить из водорода и азота
различными путями, но тепловой эффект реакции (при V = const, T = const) будет одинаков – в этом и
заключается смысл основного закона термохимии.
Рассмотрим теперь процесс в изобарно-изотермных условиях. В этом случае реакция связана с из-
менением объема системы и совершением работы расширения или сжатия системы
A = P(V
2
– V
1
).
Согласно первому закону термодинамики
Q
p
= U
2
– U
1
+ P(V
2
– V
1
).
Перегруппируем члены этого уравнения следующим образом
Q
p
= (U
2
+ PV
2
) – (U
1
+ PV
1
).
Сумма внутренней энергии и произведения давления на объем является свойством системы и назы-
вается энтальпией (теплосодержанием):
H ≡ U + PV.
Поскольку любому состоянию можно приписать определенные значения U, P и V, то и энтальпия в
любом из состояний будет иметь вполне определенное значение. Таким образом, тепловой эффект хи-
мической реакции в изобарных условиях можно представить в виде изменения свойства системы – эн-
тальпии
Q
p
= H
2
– H
1
= ∆H,
где H
1
– энтальпия исходных веществ; H
2
– энтальпия продуктов реакции.
Итак, Q
p
так же, как и Q
v
, не зависит от пути проведения процесса. Физический смысл энтальпии
состоит в следующем: разность энтальпий в двух состояниях системы равна тепловому эффекту изо-
барно-изотермного процесса.
В 1836 году Г. И. Гесс на основе экспериментальных данных о тепловых эффектах химических ре-
акций установил основной закон термохимии (выведенный выше аналитически).
Тепловой эффект химической реакции при постоянном объеме или постоянном давлении не за-
висит от пути проведения реакции, а определяется только родом начальных и конечных веществ и
3
Круговой процесс – это процесс, при котором термодинамическая система, претерпев ряд превраще-
ний, возвращается в исходное состояние.

Страницы