.RU

Что такое химическая термодинамика - страница 3


Стандартным состоянием индивидуального газообразного вещества принято считать гипотетическое (воображаемое) состояние при котором газ находится при стандартном давлении P0 = 1 атм. = 1,013·105 Па, подчиняется законам идеальных газов, а его энтальпия остается равной энтальпии реального газа.

За стандартное состояние чистого жидкого или кристаллического вещества принимают его наиболее устойчивое физическое состояние при данной температуре и нормальном атмосферном давлении P0 = 1 атм.


Например, при температуре t = 25С




H2O в стандартном состоянии –

жидкость (H2O(ж)), а не лед;




S в стандартном состоянии –

кристаллическое вещество, имеющее ромбическую (Sромб), а не гексагональную кристаллическую решетку;




C в стандартном состоянии –

графит (Cграфит), а не алмаз.


Стандартный тепловой эффект

Стандартным тепловым эффектом (∆^ H) реакции:


1A + 2B  3C + 4Д


называют теплоту процесса превращения ν1 молей A и ν2 молей B в ν3 моль C и ν4 моль D при условии, что

1) при этом не совершается никакой работы, кроме работы расширения;

2) вещества A, B, C и D находятся при одинаковой температуре;

3) процесс химического превращения проходит при постоянном стандартном давлении P0 = 1 атм. = 1,013·105 Па


Из закона Гесса вытекает ряд следствий, два из которых используют для вычисления тепловых эффектов реакций по справочным данным [4].


1.4.2. Следствия закона Гесса


Определение

Стандартной теплотой образования химического соединения называют теплоту, которая могла бы выделяться (или поглощаться) при образовании одного моль соединения из соответствующих простых веществ, взятых в своих стандартных состояниях, при стандартном давлении

P0 = 1атм. = 1,013·105 Па.







Стандартная теплота образования химического соединения обозначается .

Для многих веществ определены прямыми калориметрическими измерениями или косвенными методами и приведены в справочной литературе [4].



Пример

Стандартной теплотой образования кристаллического сульфата меди () в соответствии с определением следует считать тепловой эффект реакции


CuКР. + SКР. РОМБ. + 2O2 газ  CuSO4 КР.


при давлении 1 атм. и температуре 298 К.






Стандартные теплоты образования химических соединений при комнатной температуре (Т = 298 К) являются справочными величинами. Зная теплоты образования химических соединений, можно посчитать тепловой эффект любой реакции, в которой участвуют эти соединения. Для этого следует воспользоваться первым следствием закона Гесса.


1-е следствие

закона Гесса

Тепловой эффект реакции равен разности между суммой стандартных теплот образования продуктов реакции и суммой стандартных теплот образования исходных веществ, с учетом стехиометрических коэффициентов.





Пример



Тепловой эффект реакции 2 NO + O2 = 2 NO2 при стандартных условиях можно вычислить из соотношения:






Определение

Стандартной теплотой сгорания химического соединения называется тепловой эффект реакции сгорания 1-го моля вещества до конечных продуктов сгорания (H2O, CO2, N2, SO2) при стандартных условиях. Стандартная теплота сгорания обозначается .





Пример



Стандартной теплотой сгорания C6H5NH2 следует называть тепловой эффект реакции:


C6H5NH2 + 7,75 O2  6 CO2 + 3,5H2O + 0,5 N2




Стандартные теплоты сгорания многих химических соединений приведены в справочниках. Зная соединений, участвующих в химической реакции, можно вычислить тепловой эффект этой реакции. Для этого следует воспользоваться вторым следствием закона Гесса.

2-е следствие

закона Гесса

Тепловой эффект реакции равен разности между суммой стандартных теплот сгорания исходных веществ и суммой стандартных теплот сгорания продуктов реакции с учетом стехиометрических коэффициентов.










1.4.3. Теплоемкость


Определение

Теплоемкостью вещества называется количество тепла, которое необходимо для нагревания определенного количества массы вещества на 1 градус.







Количество тепла, которое необходимо для нагревания 1-го грамма вещества, называется удельной теплоемкостью вещества и обозначается «с». Удельная теплоемкость измеряется в Дж/(гК).

Количество тепла, которое необходимо для нагревания 1-го моля вещества называется мольной теплоемкостью вещества. Мольная теплоемкость измеряется в Дж/(мольК) и обозначается «С».

Экспериментальное определение удельной (с) или мольной (С) теплоемкости вещества заключается в измерении теплоты Q, поглощенной при нагревании известной массы вещества на T2 – T1 = ∆T градусов при тех или иных условиях (например, при V = const или P = const). При этом определяют средние теплоемкости в интервале T2 – T1.


, (1.15)


где, ^ Q – количество тепла, требуемое для нагревания 1 моля вещества от T1 до T2.


В настоящее время методы измерения теплоемкостей достигли такого уровня, что есть возможность уменьшить экспериментальную величину (T2 – T1) до нескольких сотых градуса; измеренную в таком узком температурном интервале теплоемкость считают истинной теплоемкостью вещества при данной температуре T (T ≈ T2≈ T1).

Для истинной теплоемкости согласно определению справедливо соотношение:


, (1.16)


где δQ – количество тепла, требуемое для нагревания 1 моля вещества на T2 – T1 = dT градусов.





^ Теплоемкость вещества зависит от условий, при которых происходит нагревание.




Например, для того чтобы при постоянном давлении нагреть 1 моль газа на 1 градус (условие можно выполнить, если нагревать газ в цилиндре с поршнем), потребуется больше тепла, чем для нагревания 1-го моля того же газа при постоянном объеме в закрытом сосуде (рис. 1.4 и 1.5).

В связи с этим принято различать теплоемкость вещества при постоянном давлении (СP) и постоянном объеме (СV).

Поскольку при P = const δQ = dH, а при V = const δQ = dU, для изобарной (СP) и изохорной (СV) теплоемкости вещества выражение (1.4) можно записать следующим образом.






(1.17)



(1.18)








Рис 1.4. Нагревание газа в цилиндре с поршнем характеризует теплоемкость вещества при постоянном

давлении




Рис. 1.5. Нагревание газа в закрытом сосуде характеризует теплоемкость при постоянном объеме




Связь

изобарной

и изохорной теплоемкости

идеального газа

Можно доказать, что

для идеальных газов


CP = CV + R, (1.19)


где R – газовая постоянная.





Доказательство

  1. H = U + PV




  1. PV = RT






определение энтальпии


закон Клапейрона-Менделеева, справедливый для идеальных газов


  1. H = U + RT






из (1) и (2)


  1. dH/dT = dU/dT + R



дифференцирование равенства (3)

  1. CP = CV + R







так как и





Для твердых и жидких веществ изобарная (CP) и изохорная (CV) теплоемкости отличаются мало и при расчетах принимается, что


CP тв  CV тв CP ж  CV ж (1.20)


cennost-chelovechestva-osoznanie-chelovekom-sebya-kak-chasti-mirovogo-soobshestva-dlya-sushestvovaniya-i-progressa-kotorogo-neobhodimi-mir-sotrudnichestvo-narodov-i-uvazhenie-k-mnogoobraziyu-ih-kultur.html
cennost136-elkonin-db138-shedrovickij-gp139-eksperiment-vchera-segodnya-zavtra-.html
cennosti-i-otnoshenie-k-innovaciyam-rossijskih-i-kanadskih-studentov.html
cennosti-otechestvennoj-kulturi-v-duhovno-nravstvennom-razvitii-lichnosti.html
cennosti-zapada-nazvanie-knigi.html
cennostnie-orientacii-podrostkov-vospitivayushihsya-v-polnih-i-nepolnih-semyah.html
  • institut.bystrickaya.ru/tema-33-hudozhestvennij-i-kompyuternij-dizajn-v-reklame-uchebno-metodicheskoe-posobie-yaroslavl-2009-skopin-a.html
  • knigi.bystrickaya.ru/russkaya-katakombnaya-cerkov-istinnih-pravoslavnih-hrist-i-an-duhovnaya-konsistoriya-arh-i-eparhii-cheboksarskoj-i-sarmatskoj-stranica-2.html
  • institute.bystrickaya.ru/gapou-po-penzenskij-mnogoprofilnij-kolledzh-obshie-polozheniya.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/m-atreshki-chto-takoe-simoron-kurs-nachinayushego-volshebnika-kniga-znakomit-s-osnovami-igrovogo-ezotericheskogo.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/pro-kino-s-velikim-mnogosloviem-otchet-vremennoj-period-s-01-04-g-po-15-05-2011-g-data-podgotovki-otcheta-15-05-2011-g.html
  • studies.bystrickaya.ru/band-essay-research-paper-miles-davisthis-is.html
  • knowledge.bystrickaya.ru/o-provedenii-seminara.html
  • znanie.bystrickaya.ru/abdueva-f-m-afanasev-m-v-danovskaya-e-v.html
  • tests.bystrickaya.ru/kontrol-za-samostoyatelnoj-rabotoj-studentov.html
  • esse.bystrickaya.ru/rabochaya-programma-po-biologii-dlya-uchashihsya-10-i-11-klassa-profilnoj-gruppi-uchitel-biologii-stranica-18.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/uchebno-metodicheskij-kompleks-dlya-studentov-3-kursa-zaochnoj-formi-obucheniya-specialnosti-pedagogika-i-psihologiya-polnoj-obrazovatelnoj-programmi-tobolsk-stranica-10.html
  • literatura.bystrickaya.ru/sabati-tairibi-s-torajirov-shlde-le-slteme.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rajon-kappadokiya-obshaya-informaciya-turciya-odin-iz-lyubimih-russkimi-puteshestvennikami-ugolkov-dlya-otdiha-zemlya.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/metodicheskie-ukazaniya-dlya-podgotovki-studentov-2-goda-obucheniya-visshee-obrazovanie-platnaya-osnova-k-seminarskomu-zanyatiyu-po-kursu-osobennoj-chasti-grazhdanskogo-prava-vesennij-semestr.html
  • literatura.bystrickaya.ru/sistemi-zarabotnoj-plati-garantii-i-kompensacii-chast-4.html
  • tasks.bystrickaya.ru/33-shema-strategii-znaniya-rabota-po-uchebnoj-discipline-menedzhment-tema-mezhdunarodnaya-kooperaciya-v-innovacionnom.html
  • textbook.bystrickaya.ru/internet-resursi-gosduma-rf-monitoring-smi-27-iyunya-2006-g.html
  • bukva.bystrickaya.ru/struktura-i-funkcii-gosudarstvennogo-apparata-2.html
  • desk.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-po-napravleniyu-030300-psihologiya-magisterskaya-programma-psihologiya-spo.html
  • uchit.bystrickaya.ru/tema-3-logicheskaya-i-yazikovaya-kultura-delovogo-obsheniya-uchebnij-kurs-iskusstvo-delovogo-obsheniya.html
  • exam.bystrickaya.ru/venesuela-kak-ugolok-zhivoj-prirodi-chast-2.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/v-bogomolov-moment-istini-v-avguste-44-go-stranica-7.html
  • abstract.bystrickaya.ru/3nachalo-raboti-31vhod-v-asoft-contact-manager-zadachi-reshaemie-s-pomoshyu-asoft-contact-manager-6-elementi.html
  • doklad.bystrickaya.ru/utverzhden-postanovleniem-pravitelstva-respubliki-kazahstan-ot-6-noyabrya-2009-goda-1778-nacionalnij-doklad-respubliki-kazahstan-v-ramkah-universalnogo-periodicheskogo-obzora-po-pravam-cheloveka-na-2010-god.html
  • books.bystrickaya.ru/doklad-bu-mezhdurechenskij-agrarnij-kolledzh.html
  • writing.bystrickaya.ru/felkner-vladimir-ivanovich.html
  • report.bystrickaya.ru/hristianstvo-stiven-rozen.html
  • pisat.bystrickaya.ru/svedeniya-o-proizvodstve-rabot-normativnie-dokumenti-po-stroitelstvu-obektov-banka-rossii-vedomstvennij-svod.html
  • essay.bystrickaya.ru/boris-grizlov-mozhet-stat-pochetnim-zhitelem-vladivostoka-gosduma-rf-monitoring-smi-27-iyunya-2006-g.html
  • shpora.bystrickaya.ru/who-are-the-british-uchebno-metodicheskoe-posobie-dlya-studentov-1-2-kursa-zaochnogo-obucheniya-visshih-uchebnih-zavedenij.html
  • occupation.bystrickaya.ru/morkov-po-korejski-kapusta-po-korejski.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/a-v-sichev-belarus-gomel-ggtu-im-p-osuhogo.html
  • credit.bystrickaya.ru/organizaciya-operativnoj-finansovoj-raboti-na-predpriyatii.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/plan-lekcii-osnovnie-cherti-harakterizuyushie-ekonomiku-i-obshestvennuyu-zhizn-sovetskogo-soyuza-70-80-gg-xx-veka-socialno-ekonomicheskie-posledstviya-raspada-sssr.html
  • writing.bystrickaya.ru/informacionnie-vipuski-na-televidenii.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.