ПЕРШИЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ

Внутрішня енергія системи (U) в результаті будь-якого процесу (в тому числі і хімічного) може змінюватися на величину AU. Передача енергії системі або від неї може відбуватися у формі теплоти Q і (або) роботи W. Величини Ail, Q і W пов'язані між собою таким рівнянням:

де Q - теплота, поглинута системою; Д U - зміна внутрішньої енергії системи; W - робота, що здійснюються системою.

Це математичне вираз носить назву першого закону термодинаміки:

© Поглинена системою теплота витрачається на зміну внутрішньої енергії системи і на вчинення нею роботи проти зовнішніх сил.

По суті, перший закон термодинаміки є не чим іншим, як однієї з формулювань закону збереження енергії , відповідно до якого енергія, втрачена системою, дорівнює енергії, придбаної зовнішнім середовищем, або енергія, придбана системою, дорівнює енергії, втраченої зовнішнім середовищем. Енергія не може бути створена або знищена, а може лише переходити з однієї форми в іншу (Р. Майер, 1842; Д. Джоуль, 1842; Г. Гельмгольц, 1847).

Якщо робота пов'язана тільки зі зміною обсягу системи при постійному тиску, підстановка рівняння (4.1) в вираз (4.2) приводить до співвідношення

У ізохорно процесах (реакції, що проходять без зміни обсягу системи AV = 0) теплота, підведена до системи, витрачається тільки на збільшення її внутрішньої енергії:

де Q v - теплота, що поглинається при постійному обсязі.

Найчастіше хімічні реакції проводять у відкритих посудинах, наприклад: в пробірках, хімічних склянках, хімічних реакторах, які зв'язані з навколишнім середовищем. У цьому випадку тиск в системі залишається постійним і збігається з атмосферним - це так звані ізобарна процеси (реакції, що проходять при постійному тиску):

де Q p - теплота процесу при постійному тиску.

Підставивши в рівняння (4.4) рівняння (4.1), отримаємо

Зміна ентальпії в процесі при постійному тиску одно

Порівнюючи рівняння (4.5) і (4.6), отримаємо

Таким чином, теплота, підведена до системи в умовах ізобарного процесу, витрачається тільки на збільшення її ентальпії.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >