Неорганическая химия. Часть 1. Теоретические основы химии. Николаева Р.Б. - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

15
ный состав системы. Причем, изменение хотя бы одного параметра называется про-
цессом (изменение параметра x – химическим).
Если какая-либо характеристика вещества является
функцией состояния,
это значит, что ее величина определяется
только значениями термодинамических
параметров в данный момент
и не зависит от пути, каким система пришла в дан-
ное состояние. И если известны значения функции состояния в «
исходной» точке
процесса и в «
конечной», то изменение функции равно разности ее значений в
этих точках. Поэтому в формуле (1) изменение внутренней энергии записано как
U
∆
.
Напротив, величина A (если это работа расширения) определяется формулой:
∫
⋅=
2
1
V
V
dVpA
,
поэтому в общем случае является функцией
пути процесса
1
, а не состояния систе-
мы. Следовательно, и Q не является однозначной функцией состояния.
При
изохорном процессе ( const
V
=
), который реализуется, например, в ав-
токлаве,
0A = и значит,UQ ∆= , т.е. Q становится функцией состояния системы.
Но гораздо чаще в химии процесс протекает в
изобарном режиме: p=const.
При этом (например, в поршневой системе)
V
p
A
∆
=
, т.е. A, следовательно, и Q, ста-
новятся функциями состояния (в соответствии с формулой:
V
pUQ ∆+
∆
=
).
В этом случае Q обозначается как
H
∆
(где p
V
UH
+
=
и называется энталь-
пией
или, в переводе с греческого, теплосодержанием расширенной (до объема
V) системы). А значит,
H∆ (изменение энтальпии) тоже является функцией со-
стояния
.
Таким образом, тепловой эффект химической реакции, протекающей при
cons
t
p = , (
r
H∆
)
2
не зависит от пути процесса, а определяется лишь начальным и
конечным состоянием системы
3
. Это формулировка закона Гесса, из которого выте-
кают два следствия:
Следствие 1. В стандартных условиях (ст.у.): 101325p = Па
4
,
T=298,15 К (или 25
0
С),-- тепловой эффект получения одного моля данного соеди-
нения из исходных простых веществ есть величина
постоянная, называется стан-
дартной теплотой образования
(обозначается
0
298,f
H∆
)
5
и приводится в справоч-
ных таблицах. Очевидно, что энтальпия образования простого вещества из этого же
простого вещества в ст.у. равна 0.
Следствие 2. Тепловой эффект реакции при данной температуре равен сум-
ме теплот образования продуктов реакции (п.р.) за вычетом суммы теплот образова-
ния исходных веществ, т.е. реагентов (р.) (если все указанные
f
H∆
определены при
одной и той же T). Для ст.у. это запишется следующим образом:
1
Быть функцией пути процесса – это значит зависеть от этого пути, т.е. от того, каким образом изме-
няются параметры системы (давление, температура, объем и химический состав) при осуществлении
процесса.
2
Буква r – начальная в англ. слове «reaction», что значит «реакция».
3
Аналогично величина Q при V=const.
4
В химии часто используется единица давления – атмосфера, и при стандартных условиях: р=1 атм.
(760 мм ртутного столба).
5
Буква f – начальная в англ. слове «formation», что значит «образование».

Страницы