Методичні вказівки для підготовки до лабораторних робіт з курсу хімії і задачі для самостійної підготовки, страница 10

Лабораторна робота № 3

ТЕРМОХІМІЯ І ЕЛЕМЕНТИ ХІМІЧНОЇ ТЕРМОДИНАМІКИ

    Наука про взаємні перетворення різноманітних видів енергії називається термодинамікою. Термодинаміка встановлює закони цих перетворень, а також напрямок самовільного перебігу різноманітних процесів за даних умов. Розділ термодинаміки, який вивчає теплові ефекти хімічних реакцій, називається термохімією.

    В термодинаміці використовується поняття системи. Система  -  сукупність тіл, яка  для теоретичного або експериментального вивчення  умовно або реально  відокремлена  від оточуючого простору. Ізольованою системою називається система, яка не обмінюється з оточуючим простором енергією та масою. Закритою називається система, яка обмінюється  енергією, відкритою називається система, яка обмінюється з оточуючим середовищем  масою і енергією.

    Для термодинамічної характеристики   системи використовують функції стану, які однозначно визначаються  параметрами стану (P,V,T). Значення цих функцій не залежать від характеру процесу, який приводить систему в даний стан.

    Однією з важливих функцій стану є внутрішня енергія (U) системи – загальний запас енергії, який включає енергію поступального і обертального руху молекул, енергію внутрішньомолекулярних коливань атомів і атомних груп, енергію руху електронів, ядерну енергію,  тощо.

    Внутрішня енергія – це повна енергія системи без потенціальної і кінетичної енергії системи в цілому.

    Перший закон термодинаміки  (виражає закон збереження енергії) для ізольованої системи: загальний запас внутрішньої енергії системи залишається сталим (DU  = 0);  для закритої системи:  внесена при сталій  температурі теплота Q витрачається на прирощення внутрішньої енергії і виконання роботи  А  проти зовнішніх сил:  Q = U + A

    Робота при хімічних реакціях здійснюється розширеним газом,  тому                А = Р. DV, де   DV= (V2 - V1) – зміна об’єму системи

                                     Q  =  DU + pDV.

    Хімічні реакції проводять при сталому тиску чи об’ємі, а також при сталій температурі.