Элементы химической термодинамики и кинетики. Письменко В.Т. - 21 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

21
Например, в реакции
Н
2 газ
+ ½ О
2 газ
= Н
2
О
жид
происходит уменьшение числа молей газообразных продуктов (∆
n= -1.5), по-
этому
Q
v
< Q
р
и тепловой эффект при постоянном давлении равен
Q
р
= Q
v
+ ∆n·RT = Q
v
+ 1,5 RT
Это означает, что работа внешних сил, сжимающих систему, превращается
в тепловой эффект реакции.
Вопросы и задачи для самостоятельной работы
1.2.5. Предположим, что в результате процесса при постоянном давлении изменение
внутренней энергии системы оказалось равным нулю (∆U = 0). Что можно сказать о та-
ком процессе?
1.2.6. Может ли изменение внутренней энергии полностью превращаться в работу?
1.2.7. В каком процессе (какова его особенность) окажется, что Q
v
= Q
p
?
1.2.8. Рассматривая выражение изменения внутренней энергии системы при по-
стоянном давлении ∆U = Q
p
+ A, можно ли сказать, что это первый закон термодинами-
ки?
1.2.9. Опишите физический смысл следующего выражения:
Q
р
= ∆U + A
.
1.2.10. Изменение внутренней энергии ∆U, как известно, является функцией со-
стояния, то есть не зависит изменение энергии ∆U от пути перехода, а работа и теплота
зависят. Как это понимать, если ∆U = Q
p
+ A?
2.3. Энтальпия и ее изменение
В рассмотренном процессе при постоянном давлении взаимодействие
цинка с раствором серной кислоты изменение внутренней энергии системы
описывается уравнением
∆U = Q
p
- A
.
В этом выражении работу А
выразим через произведение силы на путь урав-
нение (2.2.1):
∆U = Q
p
- A = Q
р
- (h
2
- h
1
) F
(1.2.6)
Силу F
можно представить через произведение давления на площадь поршня
S
∆U = Q
р
- (h
2
- h
1
) P· S
или
∆U = Q
р
- (h
2
S - h
1
S ) P
(1.2.7).
Произведение высоты цилиндра на площадь дна цилиндра (дна поршня) есть
объем цилиндра, поэтому выражение Sh
2
– Sh
1
есть не что иное, как измене-
ние объема системы в результате процесса:
Sh
2
– Sh
1
=
V
2
- V
1
= ∆V
. (1.2.8)
Учитывая все это, уравнение (2.3.2) примет вид:
∆U = Q
р
- (h
2
S - h
1
S ) P
=
Q
р
- P·∆V
(1.2.9)

Страницы