Химическая Термодинамика Химическая ТермодинамикаСтраница 4
Если известен закон изменения параметров в данном процессе, то уравнение первого закона термодинамики можно записать в дифференциальной форме и исследовать математически. В области применения химических реакций наиболее часто встречаются процессы, протекающие при постоянном объеме (изохорический) и при постоянном давлении (изобарический).
1. Изохорический процесс: v = const. В этом случае параметры р и Т связаны между собой уравнением Гей-Люссака, р/Т = const. Уравнение (1) записывается в дифференциальной форме:
dQ=dU+dA. (3)
Но если объем постоянен, значит работа расширения или сжатия газа совершаться не может: dA==pdv=0. Следовательно, dQ = - dU;
приравниваем частные производные по температуре:
или
dU = CvdT, (4)
где Сv — теплоемкость при постоянном объеме. Уравнение (4) позволяет вычислять изменение внутренней энергии системы при изменении температуры, если не происходит каких-либо изменений агрегатного или полиморфного состояния.
Как известно, при химической реакции внутренняя энергия изменяется: если энергия выделяется, то это соответствует уменьшению запаса внутренней энергии, и наоборот. Поэтому тепловой эффект и изменение внутренний энергии имеют обратные знаки:
U = -Qv. (5)
2. Изобарический процесс: р = const. В этом случае по закону Гей-Люссака v/T= const. Кроме того, из уравнения (3) не выпадают отдельные члены, так как при постоянном давлении расширение и сжатие газа возможно, как и нагревание и охлаждение. В этом случае dQ=dU+pdv. После интегрирования в пределах 1—2 получим:
Выражение в скобках (U + pv) представляет собой термодинамическую функцию, которую назовем энтальпией Н:
H=U+pv. (6)
Энтальпия — это энергосодержание системы, включающее внутреннюю энергию и работу. Тогда
(7)
Если система поглощает энергию Q1-2, то ΔН больше нуля, и если в этой системе происходит химическая реакция, то она будет эндотермической:
(8)
Так как в дальнейшем мы будем использовать понятие разности энтальпий химической реакции, то необходимо помнить соотношение:
|
Экзотермические реакции |
Эндотермические реакции |
|
|
ΔH>0; Qp<0 |
ΔH<0; Qp>0 Разность энтальпий химической реакций обратно по знаку тепловому эффекту реакции при постоянном давлении. Для вычисления энтальпии исходим из соображений, что Q = ΔH; приравниваем частные производные по температуре:
ГАЛЕН (Galenus) (ок . 130 - ок. 200), древнеримский врач. В классическом труде "О частях человеческого тела" дал первое анатомо-физиологическое описание целостного организма. Ввел в медицину вивисекционные эксперименты на животных. Показал, что анатомия и физиология - основа научной диагностики, лечения и профилактики. Обобщил представления античной медицины в виде единого учения, оказавшего большое влияние на развитие естествознания вплоть до 15-16 вв. Учение Галена канонизировано церковью и господствовало в медицине в течение многих веков.
КАЛИФОРНИЙ (лат . Californium), Cf, химический элемент III группы периодической системы, атомный номер 98, относится к актиноидам. Радиоактивен, наиболее устойчивый изотоп 251Cf (период полураспада 900 лет). tпл 900 °С. Назван по месту открытия (шт. Калифорния, США). Получен искусственно. Источник нейтронов в активационном анализе, медицине.
ИНТЕРНЕТ (англ . Internet от лат. inter - между и англ. net - сеть, паутина), международная (всемирная) компьютерная сеть электронной связи, объединяющая региональные, национальные, локальные и др. сети. Способствует значительному увеличению и улучшению обмена информацией, прежде всего научно-технической. Объединяет свыше 50 млн. коллективных и индивидуальных пользователей (каждый со своим электронным адресом) во всем мире.