Дәріс №2 Химиялық термодинамика және кинетика
Термодинамиканың 0-ші заңы
жүктеу/скачать 240,5 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Термодинамиканың бірініші заңы
| Термодинамиканың 0-ші заңы температураны термометр көмегімен өлшеуге негізділген. 1931 ж Р.Фаулер жылулық тепе-теңдігің өтпелілігі туралы заң ашты: егер А және В жүйелерінің әрқайсысы С жүйесімен жылулық тепе-теңдікте болатын болса, онда А мен В жүйелері де өзара жылулық тепе-теңдікте болады.
Термодинамиканың бірініші заңы. Бұл оқшауланған жүйенің энергиясын сақтайтын заң: энергияның әр түрлі формалары бір-біріне тек эквивалентті мөлшерде ауысады. Жүйеге берілген жылу (Q) сол жүйенің ішкі энергиясын (U) ұлғайтуға және сыртқы күштерге әсер ету үшін жұмысқа (A) жұмсалады: Ішкі энергияға жүйені құрайтын бөлшектердің (атом, электрон, ядро, молекулалар) қозғалысы мен өзара әрекеттесу энергияларының барлық түрі енеді де, жүйенің кинетикалық энергиясы мен сыртқы күштердің потенциалдық энергиясы кірмейді. Ішкі энергияның абсолюттік мәні анықталынбайды, бірақ оның өзерісін табу болады: Процестің жұмысы (A) – бұл өзара әрекеттесу нәтижесінде бір денеден екінші денеге берілетін энергия. Химиялық термодинамикада газдың ұлғаю жұмысы қарастырылады: сонда Изохоралық процестер үшін : V=const, ондай жүйеде ешқандай жұмыс (A=0) жасалмайды, себебі бұл кезде жүйеге берілген жылу сол жүйенің ішкі энергиясын арттыруға жұмсалады: Изотермиялық процестер үшін: Т=const және U=const, dU=0 сонда: Адиабаттық (сыртқы ортамен жылу арқылы алмасуы жоқ) процестер үшін Q=0 сонда: Изобаралық процестер үшін: р=const, dp=0, бұл жағдайда H – энтальпия деп аталатын күй функциясы қолданылады, энтальпия деп тұрақты қысымдағы жүйенің энергиясын айтамыз, ол сандық түрде ішкі мен потенциалдық энергиялардың қосындысына тең: H=U+A=U+pV Энтальпия – термодинамикалық функция, ол Т, Р, V, U шамалары сияқты жүйенің қандай да бір қасиетін сипаттайды. Берілген жүйе үшін оның абсолюттік мәнін анықтау мүмкін емес; термодинамикалық есептеулерде жүйе бір күйден екіншісіне өткен кездегі энтальпия өзгерісін ғана табуға болады. Бұл өзгеріс жүйе бастапқы күйден соңғысына қандай жолмен, қандай аралық физика-химиялық өзгерістерден өткеніне тәуелді емес. Сонымен, изобаралық процесс кезінде жүйеге берілген жылу сол жүйенің энтальпиясын өзгертуге жұмсалады деп есептеуге болады. Энтальпияның (Н, кДж/моль-1) өзгеруі теріс таңбамен алғанда химиялық реакцияның жылу эффектісіне тең болады: Нх.р. = Q Реакциялардың жылу эффектілерін (Q) зерттейтін химияның саласы термохимия деп аталады. Химиялық реакцияларда жылу бөлінуі немесе сіңірілуі мүмкін. Жылу бөліне жүретін реакциялар экзотермиялық (Q>0, <0), ал жылу сіңіре жүретін реакциялар эндотермиялық (Q<0, >0) деп аталады. Реакция теңдуінде бөлінген немесе сіңірілген жылу эффектісі көрсетілген теңдеулерді термохимиялық деп аталады. Термохимияның негізгі заңы – Гесс заңының (1840 ж.) салдары бойынша стандартты жағдайда химиялық реакцияның жылу эффектісін Q анықтауға болады. Реакцияның жылу эффектісі өнімдердің түзілу жылуларының қосындысы мен бастапқы заттардың түзілу жылуларының қосындысының айырмасына тең болады: мұндағы – сол заттың стандарттық түзілу жылуы, яғни 298К температурада, 1 атм қысымда түзілген қосылыстың 1 моліне жұмсалған жылудың мөлшері, n – реакция теңдеуінің стехиометриялық коэффициенттері. Изобаралық процестің жылу эффектісі тұрақты қысымдағы заттың жылу сыйымдылығы (Ср) және температура өзгерістерімен анықталады: одан жүктеу/скачать 240,5 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|