 |
Первый закон термодин.13)Термохим уравнения.
|
|
|
|
Предмет термодин.Хим термодин.
термодинамика – наука о превращении теплоты и энергии при различных физико-химических явлениях
ПР: выделение-поглощение теплоты при испарении-кристаллизации-растворении-адсорбции
химическая термодинамика - наука о превращении теплоты и энергии при хим.реакциях
ПР: тепловые эффекты при хим.реакциях
предмет изучения термодинамики – термодинамические системы
Понятие термодин системы.
термодинамическая система – тело или группа взаимодействующих тел, выделенных из окружающей среды
термодинамическая система имеет реальную или воображаемую границу, отделяющую ее от окружающей среды
термодинамическая система – это макро система, состоящая из множества структурных элементов
ПР: газ в цилиндре есть термодинамическая система, состоящая из множества молекул газа
Системы гомогенные,гетерогенные.
по структуре различают:
- гомогенные системы,
в которых структурные элементы распределены равномерно(свойства одинаковы в любой точке)
ПР: плазма крови
- гетерогенные системы,
в которых структурные элементы распределены неравномерно и выделяют «фазы» и «границы раздела фаз»
Фаза
фаза – часть системы, свойства которой одинаковы в любой точке
ПР: лед, вода, пар - разные фазы воды, графит и алмаз - разные фазы углерода
переход из одной фазы в другую сопровождается выделением-поглощением энергии
однофазные системы не образуют границ раздела фаз
многофазные системы образуют границы раздела фаз
Системы изол. Открытые.Закрытые.
термодинамическая система и окружающая среда обмениваются веществом и энергией
по характеру обмена веществом и энергией различают:
|
|
|
- изолированные системы, которые не обмениваются со средой веществом и энергией
ПР:
- закрытые системы, которые обмениваются со средой энергией, но не обмениваются с ней веществом
ПР:
- открытые системы, которые обмениваются со средой и веществом, и энергией
ПР: живая клетка – открытая термодинамическая система
Термодинам параметры системы.
термодинамика изучает физико-хим.свойства термодинамических систем
свойства термодинамической системы определяют состояние термодинамической системы
состояние термодинамической с-мы описывают термодинамическими параметрами и термодинамическими функциями
термодинамические параметры – различные показатели состояния термодинамической системы
если состояние системы меняется, то меняются термодинамические параметры
ПР: масса вещества системы m
давление р, температура Т, объем V, концентрация в-в с
внутренняя энергия системы U
Внутреняя энергия системы.
внутренняя энергия системы U – энергия ее структурных элементов в пределах термодинамической системы
ПР: газ в цилиндре есть термодинамическая система, состоящая из молекул газа
ее внутренняя энергия – суммарная энергия молекул газа
энергия молекул газа - энергия теплового движения молекул газа,
энергия межмолекулярного взаимодействия молекул газа,
энергия движения электронов в атомах молекул газа,
энергия внутриядерного взаимодействия протонов-нейтронов..
общая энергия системы складывается из внутренней и механической энергии системы
механическая энергия системы складывается из потенциальной и кинетической энергии системы
потенциальная энергия системы - энергия положения системы в пространстве окружающей среды
кинетическая энергия системы - энергия движения системы в пространстве окружающей среды
Виды обмена энергии системы с окр средой.
различают равновесное-стационарное-переходное состояние системы:
|
|
|
равновесное, когда система не обменивается со средой в-вом и энергией, и ее параметры не меняются
стационарное, когда система обменивается со средой в-вом и энергией, но ее параметры не меняются
переходное, когда параметры системы меняются
переход системы из одного состояния в другое называется термодинамическим процессом
различают процессы при постоянном объеме системы – изохорные процессы,
процессы при постоянном давлении системы – изобарные процессы,
процессы при постоянной температуре системы – изотермные процессы
различают процессы с выделением теплоты – экзотермические процессы,
процессы с поглощением теплоты – эндотермические процессы
термодинамические функции состояния – зависимости(функции) энергетических параметров системы
ПР: изменение внутренней энергии системы D U = U 2- U 1 – важнейшая функция системы
изменение энтальпии D Н
изменение энтропии D S
изменение энергии Гиббса D G
особенность функций состояния – они не зависят от способа(пути) достижения данного состояния системы
ПР: в изменении внутренней энергии системы D U = U 2- U 1 важны только начальный и конечный параметры
энергетические параметры меняются, когда идет обмен энергией между системой и окружающей средой
обмен энергии происходит или путем передачи теплоты Q, или путем совершения работы A
теплота - неупорядоченная форма передачи энергии в виде хаотического движения частиц в-ва
Понятие работа
работа – упорядоченная форма передачи энергии в виде направленного движения физ.тел или частиц в-ва или зарядов
работа в хим.термодинамике связана с изменением объема термодинамической системы
работа расширения рассчитывается по формуле A = р × D V,
где р – давление в системе, D V = V 2- V 1 - изменение объема системы
Первый закон термодин.13)Термохим уравнения.
первое начало термодинамики, энтальпия
изменение внутренней энергии открытой-закрытой системы D U
при ее переходе из одного состояния в другое
равно разности количества теплоты Q, полученной системой, и
работы A, совершенной системой против внешних сил
D U = Q - A первое начало термодинамики – вариант общего закона сохранения энергии *М.В.Ломоносов
|
|
|
количество теплоты Q, полученной открытой-закрытой системой при нагревании,
расходуется на увеличение внутренней энергии системы D U и
на совершение работы A против внешних сил
Q = D U + A
внутренняя энергия изолированной системы не меняется,
поэтому изолированная система не может совершить работу против внешних сил
«двигатель-закрытая система» без потребления внешней энергии невозможен
|
|
|
