АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Энергетика химических процессов

Читайте также:
  1. III. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
  2. III. Психические свойства личности – типичные для данного человека особенности его психики, особенности реализации его психических процессов.
  3. IV. Требования к микроклимату, содержанию аэроионов и вредных химических веществ в воздухе на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ
  4. Автоматизация гидродинамических процессов.
  5. Автоматизация логистических процессов предприятия
  6. Автоматизация тепловых процессов
  7. Анализ пожарной опасности технологических процессов
  8. Анализ предметной области исследования (состав объектов и процессов, их свойства, связи) проблемы формирования финансового потенциала предприятия
  9. Аппаратурное оформление процессов биотехнологии
  10. Аутсорсинг процессов управления информационной безопасностью
  11. Билет 2(Понятие метода научного анализа.Основные методы познания экономических процессов и явлений.)
  12. Билет № 16 (1) Производство химических волокон

Содержание темы: Некоторые основные понятия термодинамики: система, виды систем, фаза, термодинамические параметры, гомогенные и гетерогенные системы. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики для различных процессов. Тепловые эффекты процессов. Закон Гесса. Теплота образования химического соединения. Следствие закона Гесса.

Необходимые умения: составлять термохимические уравнения реакций. Вычислять энтальпию (тепловой эффект) процесса на основе закона Гесса и его следствия.

Науку о взаимных превращениях различных видов энергии называют термодинамикой. Термодинамика устанавливает законы этих превращений, а также направление самопроизвольного течения различных процессов в данных условиях.

При химических реакциях происходят глубокие качественные изменения в системе, перестройка электронных структур взаимодействующих частиц. Эти изменения сопровождаются поглощением или выделением энергии. В большинстве случаев этой энергией является теплота. Раздел термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций, называют термохимией. Реакции, которые сопровождаются выделением теплоты, называют экзотермическими, а те, которые сопровождаются поглощением теплоты, - эндотермическими. Теплоты реакций являются, таким образом, мерой изменения свойств системы, и знание их может иметь большое значение при определении условий протекания тех или иных реакций.

При любом процессе соблюдается закон сохранения энергии как проявление более общего закона природы - закона сохранения материи. Теплота Q, поглощается системой, идет на изменение ее внутренней энергии ДU и на совершение работы А:

Q = ДU + A

Внутренняя энергия системы U - это общий ее запас, включающий энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярных колебаний атомов и атомных групп, энергию движения электронов, внутриядерную энергию и т.д. Внутренняя энергия - полная энергия системы без потенциальной энергии, обусловленной положением системы в пространстве, и без кинетической энергии системы как целого. Абсолютное значение внутренней энергии U веществ определить невозможно, так как нельзя привести систему в состояние, лишенное энергии. Внутренняя энергия, как и любой вид энергии, является функцией состояния, т.е. ее изменение однозначно определяется начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути перехода, по которому протекает процесс:



ДU = U2 - U1 ,

где ДU - изменение внутренней энергии системы при переходе от начального состояния U1 в конечное U2.

Если U2 > U1 , то ДU > 0. Если U2 < U1 , то ДU < 0.

Теплота и работа функциями состояния не являются, ибо они служат формами передачи энергии и связаны с процессом, а не с состоянием системы. При химических реакциях А - это работа против внешнего давления, т.е. в первом приближении:

А = Р ДV,

где ДV - изменение объема системы (V2 - V1 ).

Так как большинство химических реакций протекает при постоянном давлении и постоянной температуре, то для изобарно-изотермического процесса (Р = const, T = const) теплота:

Qp = ДU + РДV;

Qp = (U2 – U1) + Р(V2 – V1); Qp = (U2 + РV2) - (U1 + РV1).

Сумму U + РV обозначим через Н, тогда:

Qp = H2 - H1 = ДH.

Величину Н называют энтальпией. Таким образом, теплота при Р = соnst и Т = соnst приобретает свойство функции состояния и не зависит от пути, по которому протекает процесс. Отсюда теплота реакции в изобарно-изотер-мическом процессе QP равна изменению энтальпии системы ДН (если единственным видом работы является работа расширения):

Qp = ДH

Энтальпия, как и внутренняя энергия, является функцией состояния; ее изменение (ДH) определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути перехода. Нетрудно видеть, что теплота реакции в изохорно-изотермическом процессе (V = const; Т = сonst), при котором ДV = 0, равна изменению внутренней энергии системы :

Qv = ДU

Теплоты химических процессов, протекающих при Р,Т = const и V,T = const, называются тепловыми эффектами.

При экзотермических реакциях энтальпия системы уменьшается и ДH < 0 (Н2 < H1), а при эндотермических реакциях энтальпия системы увеличивается и ДH > 0 (Н2 > H1). В дальнейшем тепловые эффекты выражаются через ДH.

‡агрузка...

В основе термохимических расчетов закон Гесса (1840 г.):


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.007 сек.)