Условия стандартного состояния веществ. Первое начало термодинамики

Первое начало термодинамики

 

переход системы из состояния I в состояние II:

 
 


- cистема I производит работу (или над нею совершается работа) – W;

- принимает участие в теплообмене с окружающей средой (выделяет или поглощает теплоту) - Q.

По закону сохранения энергии:

Q = DU + W, (1)

Q – количество сообщенной системе теплоты;

DU = U2 – U1 – приращение внутренней энергии;

W – суммарная работа, совершенная системой.

Внутренняя энергия Совокупность всех видов энергии частиц в системе (энергия движения и взаимодействия молекул, атомов, ядер и других частиц, внутриядерная и другие виды энергии), кроме кинетической энергии движения системы, как целого, и потенциальной энергии ее положения.  

 


 

U - функция состояния системы

Q – не функция состояния системы

Пусть - только рDV- работа, совершаемая системой против сил внешнего давления (работа расширения)

Для бесконечно малых элементарных процессов уравнение принимает вид:

d Q = dU + рdV(2)

 

 

 
 

 

 


 

 

а) изохорный процесс – V = const, тогдаdV = 0 и работа расширения системы dW = рdV = 0

первый закон термодинамики :

d QV = dU и QV = U2 – U1 = DU

при данных условиях - QV- функция состояния, т.е. не зависит от пути процесса

б) изобарный процесс - р = const

Qp = DU + рDV

Т.к. DU= U2 – U1, DV = V2 – V1, то Qp = U2 – U1 + рV2- – рV1 = (U2+ рV2) – (U1 + рV1)

Qp = H2 – H1 = DH

 
 


Энтальпия – функция состояния (теплосодержание, энергосодержание, включая внутреннюю энергию)

 

Для идеальных газов: p∆V = ∆νRT,

∆ν – разница между числом молей газообразных продуктов и исходных веществ.

связь между Qp и QV:

Термохимия - часть термодинамики, изучающая тепловые эффекты химических процессов.

Термохимические уравнения - химические уравнения реакций, в которых указаны агрегатные состояния веществ и тепловые эффекты

 
 


 

Тепловой эффект химической реакции – это изменение энергии системы при протекании реакции, при условии, что система не совершает другой работы, кроме работы расширения.

▼ изохорические условия(V = const)- QV = DU

▼ изобарические условия- тепловой эффект равен

Qp = H2 – H1 = Dr H - энтальпия реакции

Если вещества находятся в стандартном состоянии – стандартная энтальпия реакции Dr H 0

Условия стандартного состояния веществ

Состояние вещества Стандартное состояние вещества
Простое твердое вещество Кристаллическое твердое вещество
Простое жидкое вещество Чистая жидкость
Газообразное Парциальное давление 101кПа или относительное давление 1
Растворенное Концентрация 1 моль/л

стандартное состояние - не зависит от температуры.

В термохимических уравнениях допустимы дробные стехиометрические коэффициенты:

 
 

 


 

Если ΔrН< 0 - экзотермическая реакция (Q>0)

Если ΔrН>0 - эндотермическая реакция (Q<0)


rr;