Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

15
1
2 3
4
5
6
7
Рис. 1.2.1. Схема установки
для определения энергетических
эффектов при постоянном объеме
2. ИЗМЕНЕНИЕ ВНУТРЕННЙ ЭНЕРГИИ СИСТЕМ
2.1 Изменение внутренней энергии системы при проведении процесса
при постоянном объеме
Для начала рассмотрим изменение внутренней энергии на конкретном
процессе системы, состоящей из одного моля цинка и одного моля раствора
серной кислоты. Поместим эти вещества в специальное устройство - калори-
метр, схема которого представлена на рисунке 1.2.1. Устройство представля-
ет собой цилиндр 1, закрытый поршнем 2, который фиксируется стопорным
штифтом 3, чтобы поршень не перемещался, а объем реагирующей системы
оставался постоянным. Цилиндр опущен в сосуд 4 с водой, температуру ко-
торой можно контролировать с помощью термометра 5. Стенки сосуда 4 вы-
полнены из теплоизоляционного материала.
Реакционная система, которая состоит из металлического цинка 6 и рас-
твора серной кислоты в сосуде 7, в
начальном состоянии (и затем про-
дуктов реакции в конечном состоя-
нии) будет находиться при посто-
янном объеме, а так как она не об-
менивается с окружающей средой
веществом, будем считать, и энер-
гией, то система является изолиро-
ванной.
В начальном состоянии (до
взаимодействия цинка с раствором
серной кислоты) система обладает
запасом внутренней энергии
U
1
, ко-
торый можно рассматривать как
сумму внутренней энергии частей
системы: раствора серной кислоты
и цинка. С помощью какого-либо
приспособления приведем в
соприкосновение цинк с раствором
кислоты. Начнется реакция. Она будет продолжаться некоторое время. Это
состояние системы назовем переходным, т.к. при этом происходит образова-
ние новых веществ (продуктов), исчезновение исходных. Процесс сопровож-
дается выделением энергии в виде теплоты
Q
v
.
По окончании реакции будем иметь систему в конечном состоянии, со-
стоящую их раствора сульфата цинка и водорода согласно уравнению реак-
ции:
Zn
кр
+ H
2
SO
4 p-p
= ZnSO
4 p-p
+H
2 газ
1
1
Буквенными индексами при химических формулах указываются агрегатные состояния:
кр – кристаллическое; p-p – раствор; г – газ; ж – жидкое.

Страницы