Енталпия, ентропия и енергия. Изчисляване на енталпията

Кой знае какво е ентропия и енталпия. и получи най-добрия отговор

Отговор от Vika[активен]
Енталпия и ентропия
Промяната в свободната енергия (ΔG) на химическа реакция зависи от редица фактори, включително температура и концентрация на реагентите.
А. Реакционна топлина и калориметрия
Всички химични реакции са придружени от отделяне или поглъщане на топлина. Реакциите от първия тип се наричат ​​екзотермични, реакциите от втория тип се наричат ​​ендотермични. Мярка за топлината на реакцията е промяната в енталпията ΔH, която съответства на преноса на топлина при постоянно налягане. В случай на екзотермични реакции системата губи топлина и ΔH е отрицателна стойност. В случай на ендотермични реакции системата абсорбира топлина и ΔH е положителна стойност.
За много химични реакции ΔG и ΔH имат подобни стойности. Това обстоятелство ни позволява да определим енергийната стойност хранителни продукти. В живите организми храната обикновено се окислява от кислород до CO2 и H2O. Максимум химическа работа, които хранителните вещества могат да извършат в тялото, т.е. ΔG на реакцията на окисляване на хранителните компоненти, се определя чрез изгаряне на проба от съответното вещество в калориметър в кислородна атмосфера. Отделената топлина повишава температурата на водата в калориметъра. Топлината на реакцията (енталпията на горене) се изчислява от температурната разлика.
Б. Енталпия и ентропия
< 0) несмотря на то, что являются эндотермическими (ΔΗ >
Колкото по-висока е степента на разстройство (разстройство) на системата, толкова по-висока е ентропията на системата. Така, ако процесът върви в посока на увеличаване на неподредеността на системата (а ежедневният опит показва, че това е най-вероятният процес), ΔS е положителна стойност. За да се увеличи степента на ред в системата (ΔS >
ΔG = ΔH - T ΔS
Нека обясним зависимостта на тези три величини с два примера.
Експлозията на експлозивна смес (1) е взаимодействието на два газа - кислород и водород - с образуването на вода. Като много редокс реакции. това е силно екзотермичен процес (т.е. ΔH<< 0). В то же время в результате реакции возрастает степень упорядоченности системы. Газ с его хаотически мигрирующими молекулами перешел в более упорядоченное состояние -- жидкую фазу, при этом число молекул в системе уменьшилось на 1/3. В результате увеличения степени упорядоченности (ΔS < 0) член уравнения -T · ΔS - величина положительная, однако это с избытком компенсируется ростом энтальпии: в итоге происходит высоко экзергоническая реакция (ΔG <<0).
Когато готварската сол (2) се разтвори във вода, ΔH е положителна стойност, температурата в съда с разтвора, т.е. в обема на разтвора, намалява. Въпреки това процесът протича спонтанно, тъй като степента на ред в системата намалява. В първоначалното състояние Na+ и Cl- йоните заемат фиксирани позиции в кристалната решетка. В разтвора те се движат независимо един от друг в произволни посоки. Намаляването на реда (ΔS > 0) означава, че членът -T · ΔS в уравнението има знак минус. Това компенсира ΔH и като цяло ΔG е отрицателна стойност. Такива процеси обикновено се наричат ​​ентропийни.

Отговор от 2 отговора[гуру]

Здравейте! Ето селекция от теми с отговори на вашия въпрос: Кой знае какво е ентропия и енталпия.

Отговор от =CaT=[гуру]
Ентропия (от гръцки ἐντροπία - въртене, трансформация) е концепция, въведена за първи път в термодинамиката, за да се определи мярката за необратимо разсейване на енергия. Терминът се използва широко и в други области на знанието: в статистическата физика като мярка за вероятността за възникване на всяко макроскопично състояние; в теорията на информацията като мярка за несигурността на всеки опит (тест), който може да има различни резултати, в историческата наука, за да се обясни феноменът на алтернативната история (инвариантност и променливост на историческия процес).
href="">
Енталпията на системата (от гръцки enthalpo I топлина), недвусмислена функция H на състоянието на термодинамична система с независими параметри на ентропия S и налягане P, е свързана с вътрешната енергия U чрез връзката
H = U + PV
където V е обемът на системата.

Отговор от Йоветлана Пустотина[гуру]
ентропията е функция на състоянието на термодинамична система, промяната на която в равновесен процес е равна на отношението на количеството тяло, придадено на системата или отстранено от нея, към термодинамичната температура на системата; в изолирана система са придружени от увеличаване на zntropy, те доближават системата до равновесно състояние, в което zntropy е максимална. Това е същността на втория закон на термодинамиката, и двата закона на термодинамиката са отразени от немския физик Рудолф Клаузиус - енергията на света остава постоянна, ентропията се стреми към максималната си стойност. Енталпията е еднозначна функция на състоянието на термодинамична система с независими параметри на ентропия и налягане; тази величина се нарича топлосъдържание на системата, промяната на енталпията е еднаква спрямо количеството топлина, подадено към системата, в състояние на термодинамично равновесие енталпията на системата е минимална.

Отговор от Терминатор-5[гуру]
Колко умни и сложни са техните отговори! Защо да се усложнява, може да се каже просто. Енталпията е състоянието на човек по време на притока и изтичането на пари. А ентропията е степента на невъзможност да се върне в състоянието, когато все още е имало пари. Колкото по-малко пари остават преди деня на плащането. , колкото по-високо, толкова по-голяма е ентропията!

Отговор от Просто Маня[новак]
Енталпия и ентропия
Промяната в свободната енергия (ΔG) на химическа реакция зависи от редица фактори, включително температура и концентрация на реагентите (виж стр. 24). Този раздел обсъжда още два параметъра, които са свързани със структурни и енергийни промени в молекулите.
Б. Енталпия и ентропия
Топлината на реакцията ΔH и промяната в свободната енергия ΔG не винаги имат сравними стойности. Всъщност е известно, че реакциите възникват спонтанно (ΔG< 0) несмотря на то, что являются эндотермическими (ΔΗ >0). Това се случва, защото реакцията се влияе от промяна в степента на подреденост на системата. Мярка за промяната в реда на системата е промяната в ентропията ΔS.
Колкото по-висока е степента на разстройство (разстройство) на системата, толкова по-висока е ентропията на системата. Така, ако процесът върви в посока на увеличаване на неподредеността на системата (а ежедневният опит показва, че това е най-вероятният процес), ΔS е положителна стойност. За да се повиши степента на ред в системата (ΔS > 0), е необходимо да се изразходва енергия. И двете разпоредби произтичат от основен закон на природата - вторият закон на термодинамиката. Количествено връзката между промените в енталпията, ентропията и свободната енергия се описва от уравнението на Гибс-Хелмхолц:
ΔG = ΔH - T ΔS

Отговор от 2 отговора[гуру]

Здравейте! Ето и други теми с подобни въпроси.

Топлинна мощност и нейните видове. Специфичен топлинен капацитет снаричаме количеството топлина д, което е необходимо за промяна на температурата на единица количество вещество с един градус: с = d/bT, s = dg/dT.

В зависимост от метода за измерване на единица количество вещество, характера на термодинамичния процес и размера на температурния интервал се разграничават няколко вида топлинни мощности.

1. В зависимост от единицата количество на веществото (1 kg, 1 m 3, 1 mol), топлинният капацитет е маса с[J/(kg-K)], обемен с"[J/(m 3 - K)] и моларни s [JDmol-K)].

Връзката между тях се изразява в следната връзка:

където pH е плътността при нормални физически условия.

Количеството топлина съответно се определя от формулата

Където м- маса на газа, kg; U n- обем газ, намален до нормални физически условия; П- брой молове газ.

2. Топлинният капацитет зависи от характера на процеса и свойствата на газа. В зависимост от метода на подаване на топлина се разграничава топлинен капацитет при постоянно налягане (изобарен). с пи топлинен капацитет при постоянен обем (изохорен) c v.Понятията „топлинен капацитет при постоянна температура“ и „адиабатен топлинен капацитет“ се използват рядко, тъй като кога T= конст с= d^/O = oo и кога дг= 0 s = O/d/ = 0.

Още през 1842 г. един от основателите на закона за запазване и трансформация на енергията Р. Ю. Майер установи, че

Физическият смисъл на тази зависимост е лесен за разбиране. Ако се нагрее 1 мол (или 1 kg) газ в цилиндър над буталото с един градус при постоянен обем, т.е. при фиксирано неподвижно бутало е необходимо да се изразходва количеството топлина с тебтогава при постоянно налягане към това количество топлина ще се добави работа c/? (или I), което ще се осъществи от разширяващия се газ, избутващ освободеното бутало.

Поведение Да се = c p /c vнаречен адиабатен показател. Обърнете внимание, че знаейки Да сеи използвайки уравнения (1.5), може да се определи

3. Тъй като топлинният капацитет се променя с температурата, в зависимост от температурния диапазон се разграничават истинска (c) и средна (c t) специфична топлина. Истинският топлинен капацитет е този, който съответства на безкрайно малък температурен диапазон: c = dq/dT,а средната стойност е топлинният капацитет, съответстващ на крайния температурен диапазон: с t = q/(T 2- G)).

Зависимостта на топлинния капацитет от температурата може да се изрази чрез числена серия, в която първите два члена са от първостепенно значение:

Където а, б, г- константи, в зависимост от природата на газа.

Експериментално е установено, че топлинният капацитет на реалните газове зависи и от налягането, влиянието на което при високи температури, характерна за продуктите от горенето в топлинните двигатели (1000... 2000 °C), е незначителна. При изчисляване парни двигатели, турбини, преобразуватели на топлина, влиянието на налягането върху топлинния капацитет не може да бъде пренебрегнато.

При практическите изчисления табличните данни за средните топлинни мощности в температурния диапазон от 0 до азВ този случай количеството топлина, необходимо за загряване на 1 kg работен флуид от 0 до / или до / 2, ще бъде

Тук s^0и със? 0 - таблични стойности на топлинните мощности в температурните диапазони (0.../]) и (0.../ 2).

Количеството топлина, необходимо за загряване на 1 kg тяло от t xкъм / 2, се определя като разликата:

Енталпия. В някои случаи се оказва препоръчително да се комбинират параметри ИИ pvв общ калориен параметър, наречен енталпия:

Енталпията е термодинамична функция, която има значението на общата (вътрешна и външна) енергия на системата. Състои се от вътрешна енергия Ии еластична енергия п.в.причинени от наличието на външен натиск от околната среда R,тези. pvима работа, която трябва да се изразходва за въвеждане на работен флуид с обем vв среда под налягане Р.

За идеален газважат следните отношения:

При Р= const може да се получи:

Като се диференцира i - и + pvи замествайки в диференциалното уравнение на първия закон на термодинамиката за потока на работния флуид, можем да получим

Енталпията се измерва в същите единици като топлината, работата и вътрешната енергия (J/kg). Тъй като енталпията, подобно на вътрешната енергия, е функция на състоянието, тогава тя абсолютна стойностможе да се определи само до определена константа, произволно избрана като начална точка.

Според международното споразумение, така наречената енталпия се приема като отправна точка за водата и водната пара. тройна точка (T = 273.16 К и p = 0,0006 Pa), в който е възможно едновременното съществуване на три фази: лед, течност и пара. Температурата може да се приеме като начална точка за енталпията за газове T- 0 К.

Втори закон на термодинамиката. Вторият закон на термодинамиката, подобно на първия, е експериментален закон, основан на вековни наблюдения на учени, но е установен едва в средата на 19 век.

Наблюденията на природните явления показват, че възникването и развитието на естествени процеси, протичащи спонтанно в него, чиято работа може да се използва за нуждите на човека, е възможно само при липса на равновесие между термодинамичната система, участваща в процеса, и околната среда. Тези процеси винаги се характеризират с еднопосочно протичане от по-висок потенциал към по-нисък (от по-висока температура към по-ниска или от по-висока температура). високо наляганекъм по-нисък). Когато се появят тези процеси, термодинамичната система се стреми да влезе в равновесие с околната среда, характеризиращо се с равенство на налягането и температурата на системата и околната среда.

От наблюденията на природните явления също следва, че за да се принуди процесът да протича в посока, обратна на посоката на спонтанния процес, е необходимо да се изразходва енергия, заимствана от външната среда.

Вторият закон на термодинамиката е обобщение на посочените разпоредби и е както следва.

• 1. Спонтанният ход на естествените процеси възниква и се развива при липса на равновесие между термодинамичната система, участваща в процеса, и околната среда.
• 2. Естествените процеси, възникващи спонтанно в природата, чиято работа може да се използва от човека, винаги протичат само в една посока от по-висок потенциал към по-нисък.
• 3. Протичането на спонтанно протичащите процеси протича в посока, водеща до установяване на равновесие на термодинамичната система с околната среда, като при достигане на това равновесие процесите спират.
• 4. Процесът може да протече в посока, обратна на спонтанния процес, ако енергията за това се заема от външната среда.

Формулировките на втория закон на термодинамиката, дадени от различни учени, доведоха до формата на постулати, получени в резултат на развитието на разпоредбите, изразени от френския учен Сади Карно.

По-специално, постулатът на немския учен Р. Клаузиус е, че топлината не може да премине от студено тяло към топло без компенсация. Същността на постулата на английския учен У. Томсън е, че е невъзможно да се извърши цикъл топлинен двигателбез да се пренася малко топлина от източник на топлина с по-висока температура към източник с по-ниска температура.

Тази формулировка трябва да се разбира по следния начин: За да работи една периодично работеща машина е необходимо да има поне два източника на топлина различни температури; в този случай само част от топлината, взета от източник с висока температура, може да се преобразува в работа, докато другата част от топлината трябва да бъде прехвърлена на източник с ниска температура.Високотемпературният източник понякога се нарича радиатор или горен източник на топлина, а източникът на ниска температура понякога се нарича радиатор, долен източник на топлина или хладилник.

Ентропия. В термодинамиката се използва друг параметър на състоянието на работния флуид - ентропия,установяване на връзка между количеството топлина и температурата (R. Clausius, 1850). Нека обясним този параметър въз основа на следните съображения.

Уравнението на първия закон на термодинамиката може да бъде написано като

В това уравнение d рне е пълен диференциал, тъй като дясната страна на уравнението включва члена d/, който не е пълен диференциал, тъй като работата не е параметър на състоянието на газа, а функция на процеса. В резултат на това уравнението не може да бъде интегрирано в интервала от две произволно избрани състояния на газа.

От математиката е известно, че всеки бином може да бъде представен като пълен диференциал, ако се умножи по така наречения интегриращ фактор.

Когато се умножи с интегриращ фактор 1 /T(Където T - абсолютна температура), полученото уравнение ще приеме формата

Уравнение (1.6) може да бъде представено в малко по-различна форма, а именно:

Израз (1.7) показва, че d q/Tпредставлява общия диференциал на някаква функция с(т.е. d q/T= ds), което е параметър на състоянието на газа, тъй като зависи само от два параметъра на състоянието на газа и следователно не зависи от начина, по който газът е преминал от едно състояние в друго. Този параметър на газовото състояние обикновено се нарича газова ентропия и се обозначава с буквата С(J/C). Ентропия на 1 kg газ се нарича специфична ентропиягаз и се обозначава с буквата с[J/(kg-K)].

Уравнението, дадено по-рано d р = ди - vdpсъщо е непълно диференциално уравнение, тъй като d рне е пълен диференциал. Въпреки това, това уравнение, когато се умножи по интегриращия коефициент 1/7’, може да бъде сведено до формата на пълно диференциално уравнение

следователно

Като се има предвид това за идеален газ pv = RTи следователно

уравнение (1.8) за идеален газ може да се трансформира, както следва:

След интегрирането ще приеме формата

Промяната в ентропията в интервала между две газови състояния (7 и 2) изразено с уравнението

От уравнение (1.9) следва, че количеството топлина, включено в определен термодинамичен процес, когато работната течност преминава от състояние 7 в състояние 2, може да се изрази по следния начин:

Този интеграл може да се изчисли, ако е известна функционалната връзка между Tns. Използвайки тази зависимост, се построяват криви в координатната система s- T,отразяващи определени термодинамични процеси.

Въз основа на израз (1.10) можем да заключим, че за процеса 1-2 (фиг. 1.5) област 7- 2-s 2 - s b, разположен под кривата, представяща този процес, изразява количеството топлина, включено в този процес.

Ориз. 1.5.

За да определите числовите стойности на ентропията, използвайте началото в Т = 0 K, за което i 0 = 0.

Физическо значение на ентропията. Ентропията не може да бъде измерена, нейното значение е трудно да се демонстрира с помощта нагледни помагала, но може да се разбере от следните интерпретации.

1. Ентропията е мярка за стойността на топлината, нейната ефективност и технологична ефективност. Можем да кажем, че за изолирана система (нагревател - работна течност) As = 0, при получаване на количеството топлина от нагревателя q u3| = (f/G,) и по-малкото това етези. толкова по-високо Т итолкова повече работа извършва системата.

Ежедневният опит показва, че колкото по-висока е температурата на охлаждащата течност със същото количество топлина q,тези. толкова по-ниска е ентропията с = (q/T), толкова по-ценна е топлината, тъй като може да се използва не само за извършване на работа, но и за технологични нужди - топене на метал, отопление и др.

• 2. Ентропията е мярка за загуба на работа поради необратимост на реалните процеси. Колкото по-необратим е процесът в изолирана система, толкова повече се увеличава ентропията s 2" 5, и толкова по-голям е делът на енергията, която не се превръща в работа, разсейвайки се заобикаляща среда.
• 3. Ентропията е мярка за безпорядък. Ако установим определена мярка за разстройството на макросистемата - разстройството на местоположението и движението на частиците Д,тогава можем да пишем s = k InZ).

Следователно увеличаването на безпорядъка означава увеличаване на ентропията, разсейването на енергията. Когато се доставя топлина, произволността на топлинното движение на частиците се увеличава и ентропията се увеличава. В противен случай охлаждането на система при постоянен обем означава извличане на топлина от нея и следователно на ентропия. В този случай редът на системата се увеличава, а ентропията намалява. Когато един газ кондензира в течност, молекулите заемат по-специфични позиции, редът на тяхното подреждане се увеличава рязко, което съответства на рязко намаляване на ентропията. С по-нататъшно понижаване на температурата топлинното движение става все по-малко интензивно, безредието става все по-малко и следователно ентропията става все по-малко. Когато течността се превърне в твърдо, молекулите (йоните) образуват правилни кристални решетки, т.е. безредието отново ще намалее, а с него и ентропията ще намалее и т.н. Този модел ни позволява да приемем, че при абсолютна температура, равна на нула, топлинното движение ще спре напълно и в системата ще се установи максимален ред, т.е. безпорядъкът и ентропията ще станат нула. Това предположение е в съответствие с опита, но не може да бъде потвърдено експериментално (тъй като абсолютната температура, равен на нула, недостижимо) и се нарича трети закон на термодинамиката.

Следователно

Обратими и необратими термодинамични процеси. За

изследванията на термодинамичните процеси въвеждат понятието равновесни (обратими) процеси.

Състоянието на работния флуид, при което налягането и температурата, а следователно и специфичният обем във всички негови точки не се променят без външно енергийно влияние във времето, се нарича равновесно състояние.

Последователна промяна в състоянието на работния флуид в резултат на енергийно взаимодействиеработна течност с околната среда се нарича термодинамичен процес.Процесът, при който тялото последователно преминава през непрекъсната поредица от равновесни състояния, се нарича равновесие.

Обратим процессе нарича термодинамичен процес, който му позволява да преминава през едни и същи равновесни състояния както в права, така и в обратна посока, и не остават промени в околната среда.

Ако определеното условие не е изпълнено, процесът приключва необратим.Пример за необратим процес е преносът на топлина в парен котел от газове с температура 600...1000°C към пара с температура 400...500°C, тъй като обратният пренос на топлина от парата на газове без промяна на температурата им е невъзможно.

IN чиста формаВ природата и техниката не се наблюдават обратими процеси. Въпреки това, тяхното изследване е от голямо значение, тъй като много реални процеси са близки до обратими.

ЛЕКЦИЯ № 8.

Модели на химични реакции

Въведение в термодинамиката. Концепцията за ентропия, енталпия, енергия на Гибс. Възможността за възникване на химични реакции. Енталпия и ентропия на процеси.

Химическа термодинамика

Въпросът дали тази или онази спонтанна реакция е принципно възможна при определени условия се разглежда от химическа термодинамика. Например експлозията на барут (селитра, сяра и въглища) не е възможна сама. При нормални условия реакцията не настъпва. За да го стартирате, имате нужда от t° или удар.

Химическата термодинамика разглежда прехода на система от едно състояние в друго, като напълно игнорира механизма на прехода. Разглежда се как става преходът на изходните вещества в реакционни продукти и как скоростта зависи от условията на реакцията химична кинетика. Ако една реакция е термодинамично забранена, тогава е безсмислено да се разглежда нейната скорост, тази реакция не протича спонтанно.

Ако реакцията е термодинамично възможна, тогава скоростта може да се промени, например чрез въвеждане на катализатор. Теории, закони, числени характеристики са необходими, за да се контролират реакциите: да се забавят процесите на корозия на металите или да се състави съставът на ракетното гориво и др.

Термодинамика - наука за преобразуване на един вид енергия и работа в друг. Има 3 принципа на термодинамиката.

Химиката се нарича термодинамикаразглеждане на трансформацията на енергията и работата при химични реакции. За да направите това, трябва да знаете държавна функция.

Държавна функция се нарича такава променлива характеристика на система, която не зависи от предисторията на системата и промяната, при която по време на прехода на системата от едно състояние в друго, не зависи от това как е направена тази промяна.

(Сизиф, планина,

ΔE на камък на планина е функция на състоянието)

ΔE – потенциална енергия

ΔE = mg(h 2 -h 1)

За да използвате функциите на състоянието, трябва да дефинирате самите състояния.

Опции за състояние

Статусни функции

A и Q, т.е. работата и топлината са две функции, с които се занимава термодинамиката, но които не са функции на състоянието.

Всяка система, чийто преход от едно състояние в друго се разглежда от термодинамиката, може да има:

аз постоянен обем(т.е. например запечатана ампула), V – конст.

Процесите, протичащи при постоянен обем, се наричат изохоричен, (изохорна).

II постоянно налягане. изобаренпроцеси (изобарни), P – const.

III постояненT. изотермиченпроцеси, T – const.

Наричат ​​се процеси, протичащи в система при условия, когато няма обмен на топлина между системата и външната среда адиабатен.

Топлината, получена от системата, се счита за положителна, а топлината, отделена от системата във външната среда, се счита за отрицателна. Топлината се определя от числото J (kJ).

Първият закон на термодинамиката. Енталпия.

Първият закон на термодинамиката е законът за запазване и преобразуване на енергията.

промяната във вътрешната енергия на системата е равна на разликата между количеството топлина, получено от системата от околната среда, и количеството работа, извършена от системата върху околната среда.

ΔU - при химическа реакция - е промяната във вътрешната енергия на системата в резултат на превръщането на определен брой молове изходни вещества в определен брой молове продукти на реакцията.

(разлика между енергиите на крайното и началното състояние).

Тогава

Ако реакцията е изохорна, тогава V-const и
(т.е. количеството топлина, получено или отделено от системата).

Ако реакцията е изобарна, тогава тя протича при постоянно външно налягане:

Тогава

Повечето химични реакции протичат при изобарни условия, т.е. необходимо е да се определи Q P и работата на разширение (компресия).

За да се опрости ситуацията в термодинамиката, е приета нова функция - енталпия Н.

Промяната на енталпията в реакцията ще бъде равна на:

Като вземем предвид уравнение (1), получаваме

и тъй като реакцията протича при изобарни условия, тогава P = const
.

, но ние знаем това
, нека заместим:

, Тогава

, т.е. разликата между топлинните ефекти на една и съща реакция, измерени при постоянно налягане и постоянен обем, е равна на работата на разширението. По този начин промяната в енталпията е уникално свързана с количеството топлина, получено или освободено от системата по време на изобарен преход, а промяната в енталпията ΔH обикновено се приема като мярка за топлинния ефект на химическа реакция.

Топлината на огъня, калцинирането на варовик, фотосинтезата на растенията и електролизата са примери за обмен на различни форми на енергия.

Топлинният ефект на химическа реакция е промяната в енергията по време на изобарния преход на определен брой молове изходни вещества в съответния брой молове продукти на реакцията(в J или kJ).

Измерва се чрез промяната на енталпията по време на прехода на системата от състояние на изходни вещества към продукти на реакцията. В този случай терминът екзо и ендотермична реакция се запазва. Измерено с калориметър. Топлинните ефекти на реакциите, протичащи в права и обратна посока, са равни по големина и противоположни по знак.

H 2 + Cl 2 = 2HCl ΔH = – 184 kJ

2HCl = H 2 + Cl 2 ΔН = + 184 kJ

Основният закон на термохимията е формулиран от Хес през 1840 г.

T
Топлинният ефект на реакцията зависи само от състоянието на изходните и крайните вещества и не зависи от броя на междинните етапи.

За да се получи 1 мол CO 2, са необходими 1 мол C (s) и 1 мол O 2 (g).

Обобщавайки етапите и енталпиите на всички етапи, намираме, че:

Този процес се нарича цикъл. За да се изчисли топлинният ефект на реакцията, е необходимо да се знае енталпията на разлагане на изходните вещества и енталпията на образуване на реакционни продукти от прости вещества. Но те са равни по големина и различни по знак, така че е достатъчно да се знае една енталпия. защото енталпията зависи от неговото състояние и условия, тогава всички състояния и условия се считат за еднакви, които се наричат ​​стандартни.

t˚ = 25˚С, Р = 101,3 kPa

t˚ ефектът от химическа реакция е равен на различиясумата от топлините на образуване на реакционните продукти и сумата от топлините на образуване на изходните вещества.

Преходът от стандартното състояние към всяко друго е придружен от увеличаване на енталпията, т.е. ендотермичен термичен ефект.

прости вещества са равни на нула.

Нарича се стандартна енталпия (топлина на образуване).

(˚) – означава, че всички вещества са в стандартни състояния.

Енталпия на образуване сложно веществоот прости вещества е топлинният ефект от реакцията на образуване на дадено вещество от прости вещества в стандартни състояния, отнесен към 1 мол от полученото вещество. . (f– формиране – образование).

Ентропия

Ентропията (S) е пропорционална на логаритъма на термодинамичната вероятност (W) на състоянието на системата.

H – константа на Болцман

Ентропията е мярка за безпорядъка на една система. Енпропията се въвежда като функция на състоянието, промяната на която се определя от съотношението на количеството топлина, получено или освободено от системата при t – T.

Ако системата получава определено количество топлина при постоянно t˚, тогава цялата топлина отива за увеличаване на случайното, хаотично движение на частиците, т.е. увеличаване на ентропията.

II Втори закон на термодинамиката

Вторият закон на термодинамиката гласи, че в изолирана система само процеси, които водят до увеличаване на ентропията, могат да възникнат спонтанно.(разстроена система).

Изпаряването на етер от ръката става спонтанно с увеличаване на ентропията, но топлината за такъв преход се отнема от ръката, т.е. процесът е ендотермичен.

III Трети закон на термодинамиката

Ентропията на идеален кристал при абсолютна нула е нула. Това е третият закон на термодинамиката.

S˚ 298 – стандартна ентропия, J/(k mol).

Ако ΔH е голямо, тогава ΔS е малко. Но не винаги е така. Гибс въвежда нова функция на състоянието в термодинамиката - енергията на Гибс - Ж .

G = H – TS или ΔG = ΔH – TΔS

Във всяка затворена система при постоянни P и T е възможен такъв спонтанен процес, който води до намаляване на енергията на ГибсΔG и енталпия. ... Гибс. ЕнталпияИ ентропичен фактори, тяхното влияние върху изтичане реакциипри ниски и високи температури. 18. Оценяване възможностии условия поток реакции ...

Просто казано, енталпията е енергията, която е налична за преобразуване в топлина при определено постоянно налягане.

Ако една термомеханична система се разглежда като състояща се от макротяло ( газ) и зоната на буталото S (\displaystyle S)с тежест P = p S (\displaystyle P=pS), балансиращо налягане на газа p (\displaystyle p)вътре в съда, тогава такава система се нарича разширена.

Енталпия или енергия на разширена система E (\displaystyle E)равна на сумата от вътрешната енергия на газа U (\displaystyle U)и потенциална енергия на буталото с товар E p o t = p S x = p V (\displaystyle E_(pot)=pSx=pV)

По този начин енталпията в дадено състояние е сумата от вътрешната енергия на тялото и работата, която трябва да бъде изразходвана, така че тялото да има обем V (\displaystyle V)въведете в среда под налягане p (\displaystyle p)и да бъде в равновесие с тялото. Енталпия на системата H (\displaystyle H)- подобен вътрешна енергияи други термодинамични потенциали – има напълно определена стойностза всяка държава, т.е държавна функция. Следователно, в процеса на промяна на състоянието

Примери

Видео по темата