Химия. Лобачева Г.К. - 97 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВолГУ | Волгоград

Составители: 

Рубрика: 

— 97 —
— èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè ñèñòåìû ïðè ïåðåõîäå îò íà-
÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ (U
1
) â êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå (U
2
). Åñëè U
2
> U
1
,
òî ∆U > 0. Åñëè U
2
< U
1
, òî U < 0.
Òåïëîòà è ðàáîòà íå ÿâëÿþòñÿ ôóíêöèÿìè ñîñòîÿíèÿ, èáî
îíè ñëóæàò ôîðìàìè ïåðåäà÷è ýíåðãèè è ñâÿçàíû ñ ïðîöåññîì, à
íå ñ ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû.
Ïðè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ À — ýòî ðàáîòà ïðîòèâ âíåøíåãî
äàâëåíèÿ, òî åñòü À = ð ∆V, ãäå ∆V — èçìåíåíèå îáúåìà ñèñòåìû
(V
2
— V
1
). Òàê êàê áîëüøèíñòâî õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ïðîâîäÿò
ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè, òî äëÿ èçîáàðíî-èçîòåðìè÷åñêîãî ïðî-
öåññà (ð = const, T = const), òåïëîòà Q
p
áóäåò ðàâíà Q
p
= ∆U +
p ∆V,
Q
p
= (U
2
— U
1
) + p(V
2
— V
1
);
Q
p
= (U
2
+ pV
2
) — (U
1
+ pV
1
),
ãäå: U
2
+ pV
2
= H
2
; U
1
+ pV
1
= H
1
Q
p
= H
2
— H
1
= ∆H
Âåëè÷èíó Í íàçûâàþò ýíòàëüïèåé ñèñòåìû. Òàêèì îáðà-
çîì, òåïëîòà ïðè ð = const è T = const ïðèîáðåòàåò ñâîéñòâî
ôóíêöèè ñîñòîÿíèÿ è íå çàâèñèò îò ïóòè, ïî êîòîðîìó ïðîòå-
êàåò ïðîöåññ. Îòñþäà òåïëîòà ðåàêöèè â èçîáàðíî-èçîòåðìè÷åñ-
êîì ïðîöåññå Q
p
ðàâíà èçìåíåíèþ ýíòàëüïèè ñèñòåìû ∆Í (åñëè
åäèíñòâåííûì âèäîì ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàáîòà ðàñøèðåíèÿ Q
p
=
∆H).
Ýíòàëüïèÿ Í, êàê è âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ (U), ÿâëÿåòñÿ ôóí-
êöèåé ñîñòîÿíèÿ, åå èçìåíåíèÿ ∆Í îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî íà÷àëü-
íûìè è êîíå÷íûìè ñîñòîÿíèÿìè ñèñòåìû è íå çàâèñèò îò ïóòè
ïåðåõîäà. Íåòðóäíî âèäåòü, ÷òî òåïëîòà ðåàêöèè â èçîõîðíî-èçî-
òåðìè÷åñêîì ïðîöåññå (Q
v
), (V = const, T = const) ïðè êîòîðîì
∆V = 0, ðàâíà èçìåíåíèþ âíóòðåííåé ýíåðãèè ñèñòåìû ∆U, Q
v
= ∆U.
Òåïëîòû õèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ ïðè ïîñòî-
ÿííûõ ð, Ò è ïîñòîÿííûõ V, T, íàçûâàþòñÿ òåïëîâûìè ýôôåê-
òàìè.
Ïðè ýêçîòåðìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ ýíòàëüïèÿ ñèñòåìû óìåíü-
øàåòñÿ è ∆Í < 0, (Í
2
< Í
1
), à ïðè ýíäîòåðìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ
ýíòàëüïèÿ ñèñòåìû óâåëè÷èâàåòñÿ è ∆Í > 0, Í
2
> Í
1
.
— èçìåíåíèå âíóòðåííåé ýíåðãèè ñèñòåìû ïðè ïåðåõîäå îò íà-
÷àëüíîãî ñîñòîÿíèÿ (U1) â êîíå÷íîå ñîñòîÿíèå (U2). Åñëè U2 > U1,
òî ∆U > 0. Åñëè U2 < U1, òî U < 0.
      Òåïëîòà è ðàáîòà íå ÿâëÿþòñÿ ôóíêöèÿìè ñîñòîÿíèÿ, èáî
îíè ñëóæàò ôîðìàìè ïåðåäà÷è ýíåðãèè è ñâÿçàíû ñ ïðîöåññîì, à
íå ñ ñîñòîÿíèåì ñèñòåìû.
      Ïðè õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ À — ýòî ðàáîòà ïðîòèâ âíåøíåãî
äàâëåíèÿ, òî åñòü À = ð ∆V, ãäå ∆V — èçìåíåíèå îáúåìà ñèñòåìû
(V2 — V1). Òàê êàê áîëüøèíñòâî õèìè÷åñêèõ ðåàêöèé ïðîâîäÿò
ïðè ïîñòîÿííîì äàâëåíèè, òî äëÿ èçîáàðíî-èçîòåðìè÷åñêîãî ïðî-
öåññà (ð = const, T = const), òåïëîòà Qp áóäåò ðàâíà Qp= ∆U +
p ∆V,
                 Qp = (U2 — U1) + p(V2 — V1);
                 Qp = (U2 + pV2) — (U1 + pV1),
ãäå: U2 + pV2 = H2; U1 + pV1 = H1
                     Q p = H2 — H1 = ∆ H
     Âåëè÷èíó Í íàçûâàþò ýíòàëüïèåé ñèñòåìû. Òàêèì îáðà-
çîì, òåïëîòà ïðè ð = const è T = const ïðèîáðåòàåò ñâîéñòâî
ôóíêöèè ñîñòîÿíèÿ è íå çàâèñèò îò ïóòè, ïî êîòîðîìó ïðîòå-
êàåò ïðîöåññ. Îòñþäà òåïëîòà ðåàêöèè â èçîáàðíî-èçîòåðìè÷åñ-
êîì ïðîöåññå Qp ðàâíà èçìåíåíèþ ýíòàëüïèè ñèñòåìû ∆Í (åñëè
åäèíñòâåííûì âèäîì ðàáîòû ÿâëÿåòñÿ ðàáîòà ðàñøèðåíèÿ Qp =
∆H).
     Ýíòàëüïèÿ Í, êàê è âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ (U), ÿâëÿåòñÿ ôóí-
êöèåé ñîñòîÿíèÿ, åå èçìåíåíèÿ ∆Í îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî íà÷àëü-
íûìè è êîíå÷íûìè ñîñòîÿíèÿìè ñèñòåìû è íå çàâèñèò îò ïóòè
ïåðåõîäà. Íåòðóäíî âèäåòü, ÷òî òåïëîòà ðåàêöèè â èçîõîðíî-èçî-
òåðìè÷åñêîì ïðîöåññå (Qv), (V = const, T = const) ïðè êîòîðîì
∆V = 0, ðàâíà èçìåíåíèþ âíóòðåííåé ýíåðãèè ñèñòåìû ∆U, Qv
= ∆U.
     Òåïëîòû õèìè÷åñêèõ ïðîöåññîâ, ïðîòåêàþùèõ ïðè ïîñòî-
ÿííûõ ð, Ò è ïîñòîÿííûõ V, T, íàçûâàþòñÿ òåïëîâûìè ýôôåê-
òàìè.
     Ïðè ýêçîòåðìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ ýíòàëüïèÿ ñèñòåìû óìåíü-
øàåòñÿ è ∆Í < 0, (Í2 < Í1), à ïðè ýíäîòåðìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ
ýíòàëüïèÿ ñèñòåìû óâåëè÷èâàåòñÿ è ∆Í > 0, Í2 > Í1.


                            — 97 —

Страницы