Химия. Лобачева Г.К. - 96 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

— 96 —
Òåìà 11
ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÖÅÑÑÎÂ
Íàóêà î âçàèìíûõ ïðåâðàùåíèÿõ ðàçëè÷íûõ âèäîâ ýíåðãèè
íàçûâàåòñÿ òåðìîäèíàìèêîé. Òåðìîäèíàìèêà óñòàíàâëèâàåò çàêî-
íû ýòèõ ïðåâðàùåíèé, à òàêæå íàïðàâëåíèå ñàìîïðîèçâîëüíîãî
òå÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ ïðîöåññîâ â äàííûõ óñëîâèÿõ. Ïðè õèìè÷åñ-
êèõ ðåàêöèÿõ ïðîèñõîäÿò ãëóáîêèå êà÷åñòâåííûå èçìåíåíèÿ â
ñèñòåìå, ðâóòñÿ ñâÿçè â èñõîäíûõ âåùåñòâàõ è âîçíèêàþò íîâûå
ñâÿçè â êîíå÷íûõ ïðîäóêòàõ. Ýòè èçìåíåíèÿ ñîïðîâîæäàþòñÿ
ïîãëîùåíèåì èëè âûäåëåíèåì ýíåðãèè.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
ýòîé ýíåðãèåé ÿâëÿåòñÿ òåïëîòà. Ðåàêöèè, êîòîðûå ñîïðîâîæäà-
þòñÿ âûäåëåíèåì òåïëîòû, íàçûâàþòñÿ ýêçîòåðìè÷åñêèìè, à òå,
êîòîðûå ñîïðîâîæäàþòñÿ ïîãëîùåíèåì òåïëîòû, — ýíäîòåðìè-
÷åñêèìè. Òåïëîòà ðåàêöèè ÿâëÿåòñÿ, òàêèì îáðàçîì, ìåðîé èçìå-
íåíèÿ ñâîéñòâ ñèñòåìû, è çíàíèå åå ìîæåò èìåòü áîëüøîå çíà÷å-
íèå ïðè îïðåäåëåíèè óñëîâèé ïðîòåêàíèÿ òåõ èëè èíûõ ðåàêöèé.
Ïðè ëþáîì ïðîöåññå ñîáëþäàåòñÿ çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåð-
ãèè êàê ïðîÿâëåíèå áîëåå îáùåãî çàêîíà ïðèðîäû — çàêîíà ñî-
õðàíåíèÿ ìàòåðèè.
Òåïëîòà (Q), ïîãëîùåííàÿ ñèñòåìîé, èäåò íà èçìåíåíèå
åå âíóòðåííåé ýíåðãèè U è íà ñîâåðøåíèå ðàáîòû (À): Q =
U + A.
Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû U — ýòî îáùèé åå çàïàñ, âêëþ-
÷àþùèé ýíåðãèþ ïîñòóïàòåëüíîãî è âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ
ìîëåêóë, ýíåðãèþ âíóòðèìîëåêóëÿðíûõ êîëåáàíèé àòîìîâ è àòîì-
íûõ ãðóïï, ýíåðãèþ äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ, âíóòðèÿäåðíóþ ýíåð-
ãèþ è ò. ä. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ — ýòî ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû
áåç ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè, îáóñëîâëåííîé ïîëîæåíèåì ñèñòåìû
â ïðîñòðàíñòâå, è áåç êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ñèñòåìû êàê öåëîãî.
Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, êàê è ëþáîé âèä ýíåðãèè, ÿâëÿåòñÿ ôóíê-
öèåé ñîñòîÿíèÿ, òî åñòü åå èçìåíåíèå îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿåòñÿ
íà÷àëüíûì è êîíå÷íûì ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû è íå çàâèñèò îò ïóòè
ïåðåõîäà, ïî êîòîðîìó ïðîòåêàåò ïðîöåññ U = U
2
U
1
, ãäå U
Òåìà 11



   ÝÍÅÐÃÅÒÈÊÀ ÕÈÌÈ×ÅÑÊÈÕ ÏÐÎÖÅÑÑÎÂ


     Íàóêà î âçàèìíûõ ïðåâðàùåíèÿõ ðàçëè÷íûõ âèäîâ ýíåðãèè
íàçûâàåòñÿ òåðìîäèíàìèêîé. Òåðìîäèíàìèêà óñòàíàâëèâàåò çàêî-
íû ýòèõ ïðåâðàùåíèé, à òàêæå íàïðàâëåíèå ñàìîïðîèçâîëüíîãî
òå÷åíèÿ ðàçëè÷íûõ ïðîöåññîâ â äàííûõ óñëîâèÿõ. Ïðè õèìè÷åñ-
êèõ ðåàêöèÿõ ïðîèñõîäÿò ãëóáîêèå êà÷åñòâåííûå èçìåíåíèÿ â
ñèñòåìå, ðâóòñÿ ñâÿçè â èñõîäíûõ âåùåñòâàõ è âîçíèêàþò íîâûå
ñâÿçè â êîíå÷íûõ ïðîäóêòàõ. Ýòè èçìåíåíèÿ ñîïðîâîæäàþòñÿ
ïîãëîùåíèåì èëè âûäåëåíèåì ýíåðãèè.  áîëüøèíñòâå ñëó÷àåâ
ýòîé ýíåðãèåé ÿâëÿåòñÿ òåïëîòà. Ðåàêöèè, êîòîðûå ñîïðîâîæäà-
þòñÿ âûäåëåíèåì òåïëîòû, íàçûâàþòñÿ ýêçîòåðìè÷åñêèìè, à òå,
êîòîðûå ñîïðîâîæäàþòñÿ ïîãëîùåíèåì òåïëîòû, — ýíäîòåðìè-
÷åñêèìè. Òåïëîòà ðåàêöèè ÿâëÿåòñÿ, òàêèì îáðàçîì, ìåðîé èçìå-
íåíèÿ ñâîéñòâ ñèñòåìû, è çíàíèå åå ìîæåò èìåòü áîëüøîå çíà÷å-
íèå ïðè îïðåäåëåíèè óñëîâèé ïðîòåêàíèÿ òåõ èëè èíûõ ðåàêöèé.
     Ïðè ëþáîì ïðîöåññå ñîáëþäàåòñÿ çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåð-
ãèè êàê ïðîÿâëåíèå áîëåå îáùåãî çàêîíà ïðèðîäû — çàêîíà ñî-
õðàíåíèÿ ìàòåðèè.
     Òåïëîòà (Q), ïîãëîùåííàÿ ñèñòåìîé, èäåò íà èçìåíåíèå
åå âíóòðåííåé ýíåðãèè ∆U è íà ñîâåðøåíèå ðàáîòû (À): Q =
∆ U + A.
     Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû U — ýòî îáùèé åå çàïàñ, âêëþ-
÷àþùèé ýíåðãèþ ïîñòóïàòåëüíîãî è âðàùàòåëüíîãî äâèæåíèÿ
ìîëåêóë, ýíåðãèþ âíóòðèìîëåêóëÿðíûõ êîëåáàíèé àòîìîâ è àòîì-
íûõ ãðóïï, ýíåðãèþ äâèæåíèÿ ýëåêòðîíîâ, âíóòðèÿäåðíóþ ýíåð-
ãèþ è ò. ä. Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ — ýòî ïîëíàÿ ýíåðãèÿ ñèñòåìû
áåç ïîòåíöèàëüíîé ýíåðãèè, îáóñëîâëåííîé ïîëîæåíèåì ñèñòåìû
â ïðîñòðàíñòâå, è áåç êèíåòè÷åñêîé ýíåðãèè ñèñòåìû êàê öåëîãî.
Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ, êàê è ëþáîé âèä ýíåðãèè, ÿâëÿåòñÿ ôóíê-
öèåé ñîñòîÿíèÿ, òî åñòü åå èçìåíåíèå îäíîçíà÷íî îïðåäåëÿåòñÿ
íà÷àëüíûì è êîíå÷íûì ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû è íå çàâèñèò îò ïóòè
ïåðåõîäà, ïî êîòîðîìó ïðîòåêàåò ïðîöåññ ∆U = U2 — U1, ãäå ∆U

                            — 96 —