МАКСИМАЛЬНАЯ РАБОТА РЕАКЦИИ, работа, которая производится термодинамическое системой при протекании в ней обратимой химический реакции. Максимальная работа реакции W_макс складывается из работы по преодолению внешний давления р - механические работы

где V - объем системы, и работы, которая не сопровождается изменением объема системы и называют максимальной полезной работой реакции W»_макс (работа по преодолению электрических, магнитных сил, работа пластической деформации и т. п.). Последнюю рассматривают обычно как собственно работу химический процесса, связанную с изменением состава системы. Из термодинамических уравнений, справедливых для любых обратимых процессов, следует, что бесконечно малое количество работы равно:

d W_макс = d W»_макс + pdV = - dF - SdT, (1)

где F - энергия Гельмгольца, S - энтропия, Т - абсолютная температура. При постоянной температуре (dT = 0)

d W_макс = - dF; W_макс = - D F_T, (2)

то есть в изотермическом процессе максимальная работа реакции равна убыли энергии Гельмгольца. При постоянных температуре и объеме (dT = 0, dV = 0), т. е. в изохорно-изотермическом процессе, убыль энергии Гельмгольца определяет не максимальную работу реакции, а максимальную полезную работу:

d W»_макс = - dF_T,V ; W»_макс = - D F_T,V. (3)

В случае изобарно-изотермодинамически процесса (dT = 0, dp = 0) макс. полезная работа равна убыли энергии Гиббса:

d W»_макс = - dG_T,p; W»_макс = - D G_T,p. (4)

Для того чтобы система в результате химический реакции могла совершать полезную работу, необходимо выполнение следующей неравенств: D F_T,V < 0; D G_T,p < 0.

Допустим, что в системе происходит химический реакция , где n _i - стехиометрич. коэффициент вещества A_i (n _i > 0 для продуктов реакции, n _i < 0 для исходных веществ). Если реакция прошла один пробег (изменение числа молей вещества А составляет n _i) и система столь велика, что состояние ее при этом практически не изменится, то для процесса при Т,V = const ; для процесса при , где m _i - химический потенциал вещества А_i; для обоих процессов

При химический равновесии и система не способна совершать полезную работу. Если , полезная работа совершается при протекании реакции в прямом направлении (W»_макс > 0); при реакция протекает в обратном направлении (W»_макс < 0). Величина называют сродством реакции или химическим сродством, и, согласно (5), макс. полезная работа реакции равна химический сродству со знаком минус. В современной физико-химический литературе понятие сродства реакции используется гораздо чаще, чем понятие макс. полезной работы реакции.

Требование обратимого протекания процесса в химически неравновесной системе, которое выдвигается при записи выражений (1)-(5), может быть выполнено лишь в том случае, если к системе приложена внешний сила, компенсирующая движущую силу химический взаимодействия, и реакция протекает практически с бесконечно малой скоростью. Рассмотрим, например, гальванический элемент, в котором за счет химический реакции осуществляется полезная работа (электрическая). Он работает обратимо, если его эдс скомпенсирована внешней эдс. При этом электроды находятся в равновесии с раствором, химический реакции и связанные с ними процессы переноса заряда происходят бесконечно медленно. Электрическая работа гальванического элемента W»_макс = — zFE, где z - число зарядов, переносимых при реакции (величины W»_макс и z относят к одному пробегу реакции), F - постоянная Фарадея, Е - эдс элемента.

Макс. полезная работа реакции W»_макс, как и химический сродство, зависит от состава реакционное смеси, температуры и давления (в случае конденсированных систем влияние последнего обычно мало). Имеется следующей связь между W»_макс и константой равновесия реакции К_а:

где a_i - термодинамическое активность вещества A_i, K_a = P _i aⁿ .

Температурная зависимость максимальной работы реакции определяет калорич. характеристики реакции. В тех случаях, когда реакция происходит при постоянном давлении (в изобарных условиях), выполняется соотношение:

где - теплота процесса, равная изменению энтальпии системы при одном пробеге реакции, H_i - парциальная молярная энтальпия вещества. В изохорных условиях, т. е. при постоянном объеме системы, температурная зависимость максимальной работы реакции имеет вид:

где D U = Q_V - тепловой эффект, равный изменению внутренней энергии системы при одном пробеге реакции.

Полезная информация:

Поиск работы очень сложное и ответственное занятие. Предположим, Вас интересует трудоустройство в Москве или в ближайшем пригороде. Для того, чтобы найти высокооплачиваемую работу, скорее всего, придется потратить много времени и сил на изучение вакансий в москве. Первое, что необходимо сделать, это разместить свою анкету в базы резюме, разных кадровых агентств и на тематические интернет сайты. Затем, если всё сделано правильно, вам начнут поступать предложения пройти собеседование.