Теоретические основы теплотехники - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

∑
=
=
n
i
i
dUdU
1
; ;
∑
=
=
n
i
i
dQdQ
1
∑
=
=
n
i
i
dLdL
1
;
∑
=
µ=
n
i
ii
mQd
1
хим
.
В формуле (1.51) величину dQ следует понимать как количество тепла, выделившееся и отведенное
(или подведенное и поглощенное) при химической реакции; dL – механическая работа при изменении
объема системы;
хим
Qd – количество химического воздействия, которое обычно называют полезной не-
механической работой химической реакции (например, работа электрического тока в цепи гальваниче-
ского элемента), которая не сопровождается изменениями объема.
Обозначая
∫
2
1
хим
Qd через L
п
, запишем формулу (1.51) в интегральном виде, а не для элементарно ма-
лого процесса
п
LLQU
+
−
=
∆
.
Из формулы видно, что выделение тепла, совершение механической и полезной немеханической работы
происходит в результате уменьшения внутренней энергии системы.
Если реакция протекает при T = const (как это достигается, было рассказано в предыдущем пара-
графе) да еще и таким образом, что никакой полезной немеханической работы не производится (L
п
), то
тепло, выделяющееся за время реакции, будет наибольшим, поскольку при этом немеханическая работа
в силу необратимости процессов тоже трансформируется в тепло
LQU
−
=
∆
max
. (1.52)
Величина Q
max
определяет тепловой эффект химической реакции. В изохорно-изотермических ре-
акциях dV = 0, L = 0 и Q
max
будет
UQ
∆
=
max
.
Тепловым эффектом изохорно-изотермической реакции называют убыль внутренней энергии хими-
чески реагирующей системы
21
UUUQ
v
−
=
∆
−
=
.
Тепловой эффект изобарно-изотермических реакций найдем тоже с помощью формулы (1.52),
учитывая, что при этом, поскольку p = const, L = p(V
2
– V
1
)
)(
max 1221
VVpQUU
−
−
=
−
.
Перепишем эту формулу так:
max
)()( QpVUpVU
=
+
−
+
1122
,
откуда, если учитывать, что
222
HpVU =+ и
111
HpVU
=
+
,
HQ
∆
=
max
.
Тепловым эффектом изобарно-изотермических реакций называют убыль энтальпии Н реагирующей
системы
21
HHHQ
p
−=∆−=
.
И внутренняя энергия, и энтальпия являются однозначными функциями состояния, поэтому и вели-
чины Q
v
и Q
p
зависят только от начального и конечного состояний системы. Тогда понятен и закон Гес-
са: тепловой эффект реакции (Q
v
или Q
p
) зависит только от начального и конечного состояний реаги-
рующей системы и не зависит от пути, по которому протекала химическая реакция.
Из закона Гесса вытекают три важных для практики следствия.

Страницы