Химическая термодинамика 3

Федеральное агентство по образованию РФ

Казанский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Курсовая работа

По химии

Для ЭФ специальности

«Экономика и управление в строительстве»

Выполнила: студентка группы 11-107 Хуснутдинова Г.Ф.

Проверил: доц. Кафедры ХИЭС Спирина О.В.

Казань 2010

Задача 1

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА рассматривает взаимосвязи между работой и энергией применительно к химическим превращениям. Определяет, в первую очередь, условия (такие, как температура и давление) протекания химических реакций и равновесных состояний, которых они достигают.

К важнейшим величинам, характеризующим химические системы, относятся внутренняя энергия U, энтальпия H, энтропия S и энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал) G. Все эти величины представляют собой функции состояния, т.е. зависят только от состояния системы, но не от способа, которым это состояние достигнуто.

Протекание химической реакции сопровождается изменением внутренней энергией реагирующих систем. Если внутренняя энергия системы уменьшается(∆U<0),то реакция протекает с выделением энергии (экзотермические реакции). Если внутренняя энергия возрастает(∆U>0),то процесс сопровождается поглощением энергии из внешней среды (эндотермические реакции).

Если в результате протекания химической реакции система поглотила количество теплоты Q и совершила работу А, то изменение внутренней энергии ∆U определяется уравнением:

∆U=Q-A

Согласно закону сохранения энергии, ∆U зависит только от начального и конечного состояний системы, но не зависит от способа осуществления процесса.

Если реакция протекает при постоянном объеме (∆V=0, изохорный процесс), то работа расширения системы ( А= P∆V) равна нулю. Если при этом не совершаются и другие виды работы , то ∆U=, где - тепловой эффект реакции, протекающий при постоянном объеме.

Q_v <0 –экзотермическая реакция

Q_v >0- эндотермическая реакция

Энтальпия – тепловой эффект реакции образования одного моля вещества из простых веществ при стандартных условиях.

Химические реакции чаще осуществляются не при постоянном объеме, а при постоянном давлении Р (∆Р=0, изобарный процесс). В подобных случаях для характеристики процесса удобнее пользоваться не внутренней энергией U, а энтальпией Н, которая определяется соотношением:

H= U+P∆V

Как видно, энтальпия имеет ту же размерность, что и внутренняя энергия , и поэтому обычно выражается в Дж и кДж.

При постоянстве давления

∆Н=∆U+P∆V

т.е изменение энтальпии равно сумме изменения внутренней энергии (∆U) и совершенной системой работы расширения (P∆V). Если при этом никакие другие виды работы не совершаются, то ∆Н=, где- тепловой эффект реакции, протекающий при постоянном давлении.

Для экзотермической реакции Q_p <0

Для эндотермической реакции Q_p >0

ЭНТАЛЬПИЯ- однозначная функция Н состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении p, связана с внутренней энергией U

соотношением Н = U + pV

где V - объем системы.

При постоянном давлении изменение энтальпии равно количеству теплоты, подведенной к системе, поэтому энтальпию называют часто тепловой функцией или теплосодержанием. В состоянии термодинамического равновесия (при постоянных p и S) энтальпия системы минимальна.

Энтальпия и внутренняя энергия образования простых веществ, равны нулю.

Термохимические уравнения - химические уравнения, в которых указаны изменения энтальпии.

Следствием закона сохранения энергии является положение, экспериментально установленное в 1840году Г.И.Гессом (закон Гесса ) и лежащее в основе термохимических расчетов:

Тепловой эффект химической реакции зависит только начального и конечного состояний участвующих в реакции веществ и не зависит от промежуточных стадий процесса.

Из закона Гесса следует, что термохимические уравнения можно складывать, вычитать и умножать на численные множители.

∆Н_хр =∑∆Н_обр -∑∆Н_{обр.исх.}

Тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ.

Направление, в котором самопроизвольно протекает химическая реакция, определяется совместным действием двух факторов:

1) Тенденцией к переходу системы в состояние с наименьшей внутренней энергией

2) Тенденцией к достижению наиболее вероятного состояния, т.е. состояния, которое может быть реализовано наибольшим числом равновероятных способов.

Энтропия – логарифмическое выражение вероятности существования веществ или их состояния:

S=R×lnW

Где R – газовая постояння

W – вероятность состояния

Энтропия имеет размерность энергии, деленной на температуру; обычно ее относят к 1 молю вещества и выражают в Дж/ (моль К).

Энтропия возрастает при переходе вещества из кристаллического состояния в жидкое и из жидкого в газообразное, при растворении кристаллов, при расш

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать