процесу.
Застосування першого початку термодинаміки до процесів у будь-яких системах. Закон Гесса
Приймемо, що єдиним видом роботи, яка здійснюється системою, є робота розширення. Підставляючи рівняння (II, 5) в (II, 3), отримаємо
Оґ Q = dU + Pdv. (І, 16)
Розглянемо два процеси: ізохорний і ізобарний. При ізохорному процесі y = Const, dП… = 0 та інтегрування рівняння (II, 16) дає
QП… = U2 - U1 = О”U. (II, 17)
Таким чином, теплота ізохоричного процесу дорівнює приросту внутрішньої енергії системи.
При изобарном процесі (р = const) інтегрування рівняння (II, 16) і просте перетворення дають
Qp = (U2 + pП…2) - (U1 + pП…1) - (11,18)
У хімічної термодинаміки важливе значення має термодинамічна функція - ентальпія Н, яка пов'язана з внутрішньою енергією співвідношенням
H = U + pП…. (11,19)
Внутрішня енергія U, тиск р і обсяг v представляють собою функції стану. Звідси випливає, що ентальпія - також функція стану. З рівнянь (II, 18) і (II, 19) отримуємо
Qp = H2-H1 = О”H. (11,20)
Таким чином, теплота ізобарного процесу дорівнює приросту ентальпії системи під час цього процесу. Для нескінченно малого зміни теплоти в ізохорному і изобарном процесах можна написати
ОґQv = DQv = dU; ОґQp = dQp = DH. (11,21)
З рівнянь (II, 17) і (II, 20) випливає, що для двох практично важливих процесів ізохоричного і ізобарного - теплота процесу набуває властивості функції стану, тобто вона не залежить від шляху процесу а залежить тільки від початкового і кінцевого стану системи. Це положення було сформульовано на підставі дослідних даних Г. І. Гессом і називається законом Гесса. Закон Гесса - математичне наслідок першого початку термодинаміки і становить теоретичну основу термохимии.
термохімія називається розділ хімічної термодинаміки, в якому розглядається застосування першого початку (закон Гесса) для обчислення теплових ефектів різних фізико-хімічних процесів: хімічних реакцій, фазових переходів, процесів кристалізації, розчинення та ін Для практики найбільший інтерес мають термохімічні розрахунки теплового ефекту хімічної реакції.
Тепловим ефектом хімічної реакції називається кількість теплоти, що виділяється або поглинається при незворотному протіканні реакцій, коли єдиною роботою є тільки робота розширення при цьому температури вихідних речовин і продуктів реакції повинні бути однаковими.
У Відповідно з рівняннями (II, 17) і (II, 20) тепловий ефект хімічної реакції при постійному обсязі Qv дорівнює збільшенню внутрішньої енергії системи під час реакції; тепловий ефект хімічної реакції при постійному тиску Qp дорівнює збільшенню ентальпії під час цієї реакції:
QV = О”U, Qn = О”H. (II, 22)
При цьому тепловий ефект ендотермічної реакції, тобто реакції, що протікає з поглинанням тепла, відповідно...
