Az első főtétele
Termodinamiki- első indításakor az egyik a három alapvető termodinamika, amely a törvény az energiamegmaradás rendszerek, amelyek elengedhetetlenek termikus eljárások.
Az első főtétele, termodinamikai rendszer (például gőzt hőerőgép) lehet munkát csak azért, belső energia, vagy bármilyen más külső energiaforrást.
A megfogalmazás azt főtétele:
Lehetetlen, hogy létrejöjjön egy ilyen gépet, amely így tetszőleges számú alkalommal ugyanazt a ciklikus folyamat, vezetne energiatároló egy elszigetelt rendszerben. Ez egy örökmozgó valahogy lehetetlen.
A termodinamika első főtétele magyarázza a lehetetlensége örökmozgó az 1. típusú, tette volna a munkát, nem áramfelvevő bármilyen forrásból.
A lényege a termodinamika első főtétele a következő:
Amikor jelentési termodinamikai rendszer hőmennyiség Q általános esetben nincs változás a belső energia a rendszer # 916; U, és a rendszer elvégzi a munkát A:
ahol Q - hő # 916; U - változás a belső energia, és - a munka (pV, p - nyomás, V v).
Egyenlet (1.4), amely kifejezi az első főtétele, az a meghatározás belső energia változás a rendszer (# 916; U), mint a Q és A - jelentése egymástól függetlenül mért értékek.
Belső energia U a rendszer lehetséges, különösen, talált mérjük a rendszer munka adiabatikus folyamat (azaz, ha Q = 0): Aad = - # 916; U. amely meghatározza az U-hoz egy additív konstans U0:
A termodinamika első főtétele kimondja, hogy az U függvénye a rendszer állapotáról, azaz minden állam egy termodinamikai rendszer jellemzi egy bizonyos érték U, nem számít, milyen módon a rendszer adott ebben az állapotban (miközben értékeit Q és A függ a folyamatot, amely ahhoz vezetett, hogy állapotváltozás rendszer). Ha tanulmányozza termodinamikai tulajdonságai a fizikai rendszer első főtétele jellemzően együtt használják a termodinamika második törvénye.
Kémiai folyamatok jellemzően vagy állandó nyomáson (izobár) vagy állandó térfogaton (izochor). A kémiában leggyakrabban kell foglalkozni izobár folyamatok. Ahhoz, hogy megértsük a jelentését a entalpia, tekintsük a következő példát. Tegyük fel, hogy a rendszer megy egyik állapotból a másikba:
Teli edénybe egy gáz, az említett bizonyos mennyiségű hőt, és egy esetben, egy állandó térfogatú tartjuk, és a 2 - gáz szabadon tágulni.
Az egyik esetben a teljes közölt hő QU megy változás a belső energia a rendszer Q = # 916; U (1)
A 2. esetben a hőt fogyasztott változást a belső energiapiac # 916; U és a munka A.
ahol A - munka dugattyú mozgását
ahol p - nyomás # 916; V - a változás a rendszer térfogata.
Formula (3) átírható az alábbi formában:
Ebben a kifejezésben, a paramétereket zárójelben jelöljük H, vagyis
A exoterm reakciók, Q> 0, # 916; H <0
Endoterm reakciók, Q <0, ΔH> 0.
A felszabaduló hőmennyiség, vagy felszívódik a reakciót nevezzük a reakcióhőt.
Tanulmányozása a hő a kémiai reakciók részt termokémia.
A tanulmány a hőhatás a különböző reakciók jelennek meg számos törvényt. Így például, ez a kísérleti megfigyelésekkel, hogy során keletkezett hő a komplex képződését anyag egyszerű egyenlő a hő által elnyelt bomlása azonos mennyiségű alkotórészét. Ezt a jelenséget úgy kell tekinteni, mint egy speciális esete a törvény az energiamegmaradás (Mr. Lavoisier - Laplace).
Mélyebb összeállítása termokémiai törvények ad alaptörvénye termokémia - Hess-törvény:
A termikus hatása a fellépő kémiai reakciókkal állandó nyomáson vagy állandó térfogaton, független a számos közbenső szakaszok, meghatározva csak a kezdeti és a végső állapotban a rendszer.
Például, az AB ügynök lehet beszerezni a különböző módon:
1) A + B = AB (# 916; N)
következő rekord hőség kémiai reakciók elfogadott termodinamika
# 8710, H 0 jelzi a standard állapotban (P = 1 atm, T = 298 K). A reaktánsokat hozott aggregációs állapotától és formában a kristálymódosulat, amelyek a leginkább ilyen körülmények között stabil.
A termodinamika, úgy vélik, pozitív (+) által elnyelt hő a rendszer (endoterm folyamat), és a termokémia - eredményeképpen szabadulnak fel a reakció (exoterm).
A termokémiai használják a „hő (entalpia) képző anyag”. Az képződéshő megértsék a termikus hatása a reakció egy mól anyag egyszerű anyagok.
Van is a „szabványos képződéshő anyag” - a termikus hatás a reakció egy mól anyag egyszerű anyagok standard körülmények között ( # 916, H 0298) (298 K és 1 atm)
Jellemzően, képződéshő egyszerű anyagok standard körülmények között veszi nulla. A égéshőjének formáció megadott referenciák.
Hess nagy fontosságú, hogy ezek használata révén lehet számítani az ismeretlen reakcióhő kombinálásával sztöchiometrikus egyenletek, valamint a futamok más reakció kísérletileg. Tehát szükség van összehasonlítani a hő különböző reakciókat azonos körülmények között.
Példa. Annak meghatározására, a reakcióhő a kísérleti adatokból 0 ° C-on és 1 atm.
C + ½ O2 = CO.
A számításhoz a törvény Hess gyakran használják égéshőjének szerves vegyületek, amelyek lehetnek viszonylag könnyű meghatározni kísérletileg.
A reakcióhő szerint számítjuk a vizsgálat I. Hess jog:
A reakcióhő az összege a égéshőjének a kezdeti reakcióban részt vevők csökkentett összege égéshő a résztvevő reakció tekintettel a sztöchiometrikus együtthatók.
ahol # 957; n. # 957; a - sztöchiometrikus együtthatók.
Példa A reakció egy A + B B → d D *
• Égéshője nevezett anyagok termikus hatása az égési reakció, ez (1 mol), és így stabil termékeket (szerves anyagok CO2 és H2O).
Szintén a égéshő melegíti az képződés gyakran használt kémiai vegyületek.
• képződéshő anyag az úgynevezett képződéshő
1 mól olyan vegyület, amely megfelel annak az egyszerű vegyületek (általában a P = const).
Egyszerű anyagok reagálnak formájában a módosítást, és az aggregált állapotban, leginkább ilyen körülmények között stabil. A futamot a formáció csak ritka esetekben lehet kísérletileg meghatározott több futamot kialakulása alapján számított a törvény a Hess.
Vegyületek, amelyek pozitívak melegíti képződési nevezzük endoterm. és a hő a formáció, amelyek negatív - exoterm.
Összehasonlítás céljából, és használni a számítás a törvény hő Hess nagyszámú reakcióban (kémiai vegyületek) úgy vannak kialakítva, standard körülmények között: P = 1 atm (101.300 Pa); T = 298 K (25 ° C), és -ról a táblázatok (vagy) (normál képződéshő).
A standard értékek kiszámíthatók termikus hatása bármilyen reakciót (standard körülmények között) a II következménye Hess jog:
A reakcióhő az összege a futamok képződésének a végső vegyületek mínusz a összege melegíti képződésének kezdeti anyagok, figyelembe véve a sztöchiometrikus együtthatók.
Vagy normál körülmények között: