Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

19
Таким образом, изменение внутренней энергии системы складывается
из передачи энергии двумя способами: теплового эффекта реакции
Q
р
и рабо-
ты
А
, которую совершает система против сил внешней среды:
∆U = Q
р
+ ( - A
) (1.2.4)
Знаки, заметим, в этом выражении перед
Q
р
и A разные. Данное уравне-
ние устанавливает тот факт, что изменение внутренней энергии системы рав-
ноценно выделившемуся количеству энергии за счет теплового эффекта
Q
р
(который остается присущим самой системе, по крайней мере, в первый мо-
мент времени из-за её термоизоляции) и той её части, которая в форме рабо-
ты
А
отдана непосредственно расширяющейся системой внешней среде. То
есть изменение внутренней энергии
∆U
системы в результате реакции при
постоянном давлении сопровождалось уменьшением её на величину работы
А:
∆U = Q
р
- A
Поэтому работе и тепловому эффекту приписываются разные знаки.
Соотношения между
Q
р
и
А
в системах может быть различным. В случае, ес-
ли бы системой не производилась работа (А = 0), то изменение внутренней
энергии соответствовало бы выделившейся энергии в форме теплового эф-
фекта
∆U = U
2
– U
1
=
Q
р
А если бы в процессе отсутствовали бы тепловые изменения (
Q
р
= 0), то
работа производилась бы за счет убыли внутренней энергии системы
∆U = U
2
– U
1
= -
A
.
В рассмотренном процессе при постоянном давлении в самом начале мы
допустили, что внутренняя энергия системы уменьшилась (
∆U
< 0), реакция
сопровождается увеличением объема системы (
∆V
> 0).
Если же рассмотреть противоположный случай с увеличением внут-
ренней энергии (
∆U
> 0), за счет подвода энергии извне (эндотермическая ре-
акция), с уменьшением объема системы при постоянном давлении, то изме-
нение внутренней энергии будет складываться из теплового эффекта реакции
и работы, т.е.
∆U = Q
р
+ A
.
В каком же соотношении находятся тепловые эффекты реакции
Q
р
и
Q
v
?
Изменение внутренней энергии при постоянном объеме равно тепло-
вому эффекту
Q
v
как мы выяснили ранее:
∆U
=
Q
v
,
а при постоянном давлении равно:
∆U = Q
р
+ A.
Сопоставляя два последних выражения (приравнивая правые части
уравнений), получим:
Q
v
= Q
р
+ A
(1.2.5).

Страницы