химический каталог




Курс общей химии

Автор Э.И.Мингулина, Г. Н.Масленникова, Н.В.Коровин, Э.Л.Филиппов

ту, подводимую к системе, и работу, которую система совершает против внешних сил. Теплота и работа не являются функциями состояния системы и имеют значение только в процессе перехода системы из одного состояния в другое. Количество поглощенной (или выделенной) в процессе теплоты и совершенной работы зависят от способа проведения процесса, т. е. теплота и работа — функции пути.

Первый закон термодинамики. В любом процессе соблюдается закон сохранения энергии, выражаемый равенством

q = AU + A, (IV.2)

которое означает, что теплота q, подведенная к системе, расходуется на увеличение ее внутренней энергии AU и на совершение системой работы А над внешней средой. Уравнение (IV.2) — математическое выражение первого закона термодинамики.

Из первого закона термодинамики следует, что приращение внутренней энергии системы Д?/ в любом процессе равно количеству сообщенной системе теплоты q за вычетом количества совершенной системой работы А\ поскольку величины q и А поддаются непосредственному измерению, с помощью уравнения (IV.2) всегда можно рассчитать значение Л?/.

В первом законе термодинамики под работой А подразумевают сумму всех видов работы против сил, действующих на систему со стороны внешней среды. В эту сумму могут входить и работа против сил внешнего электрического поля, и работа против сил гравитационного поля, и работа расширения против сил внешнего давления, и другие виды работ.

Энтальпия системы. В связи с тем что для химических взаимодействий наиболее характерна работа расширения, ее обычно выделяют из общей суммы:

A = A'+pAV {р = const), (IV.3)

где А' — все виды работы, кроме работы расширения; р — внешнее давление; ДУ—изменение объема системы, равное разности V2—V1 (Vi — объем продуктов реакции, a V\ —объем исходных веществ).

Если при протекании того или иного процесса работа расширения является единственным видом работы, уравнение (IV.3) принимает вид

A = pAV. (IV.4)

Тогда математическое выражение первого закона термодинамики (IV.2) запишется так:

?„=Д1/ + />ДК (IV.5)

где др — теплота, подведенная к системе при постоянном давлении.

С учетом того, что /(J—i/2—U\ и kV—V%— V\, уравнение (IV.5) можно преобразовать, сгруппировав величины U и V по индексам, относящимся к конечному и начальному состояниям системы:

qP = (U2-U[) + p(V2-V{] = (U2+pV2)-(Ux+pV,). (IV.6)

Сумму (U-j-pV) называют энтальпией системы и обозначают буквой Я :

H=u + Pv. (IV.7)

Подставив энтальпию Я в уравнение (IV.6), получим

qfo-HAH, (IV.8)

т. е. теплота, подведенная к системе при постоянном давлении, расходуется на приращение энтальпии системы*,

Так же как и для внутренней энергии, абсолютное значение энтальпии системы определить экспериментально невозможно, но можно, измерив величину qp, найти изменение энтальпии ЛЯ при переходе системы из одного состояния в другое. Величину ЛЯ считают положительной (ЛЯ>0), если энтальпия системы возрастает. Поскольку значение ЛЯ определяется разностью (Я2—Hi) и не зависит от пути и способа проведения процесса, энтальпию, как и внутреннюю энергию, относят к термодинамическим функциям состояния системы.

Термодинамические функции состояния характеризуют термодинамические свойства вещества. К их числу наряду с внутренней энергией U и энтальпией Я относятся энтропия S, энергия Гельмгольца F и энергия Гиббса G. Значения этих функций связаны с особенностями состава и внутреннего строения вещества, а также с внешними условиями: давлением, температурой, концентрацией растворенных веществ и т. п. Термодинамические функции состояния являются экстенсивными свойствами: их величины зависят от количества вещества. Именно поэтому ЛU, ЛЯ, AS, AF и AG принято относить к одному молю вещества и выражать в кДж/моль**, имея в виду, что и объем V в произведении pV [см. уравнение (IV.7)] —молярный объем газообразного вещества.

* Это утверждение справедливо для тех процессов, в которых совершается только работа расширения [см. уравнение (IV.5)]. ** AS измеряют в Дж/(моль-К).

Если химическая реакция идет в автоклаве (изохорический процесс; V= const и система не совершает работы, в том числе и работы расширения, так как AV=0)y то вся подведенная к системе теплота расходуется на приращение ее внутренней энергии:

qv=MJ. (IV.9)

§ IV.2. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНЫ

Тепловые эффекты химических реакций. Алгебраическую сумму поглощенной при реакции теплоты и совершенной работы за вычетом работы против сил внешнего давления (p&V) называют тепловым эффектом химической реакции.

В соответствии с первым законом термодинамики (IV.2) тепловой эффект реакции {или просто теплота реакции), не являясь изменением функций состояния системы, зависит от пути й способа проведения процесса. Однако по крайней мере при соблюдении одного из двух условий теплота химической реакции не зависит от пути и способа осуществления взаимодействия:

1) если реакция протекает в изохорно-изотермических' условиях и при этом не совершается работы (Л = 0)

страница 44
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210

Скачать книгу "Курс общей химии" (2.81Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ремонт холодильников блумберг на дому
щиты для стройплощадок
monbento официальный сайт россия
интерактивный музей роботов где находится

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(27.07.2017)