II закон термодинамики, его формулировки и математическая форма записи.
Основные термодинамические понятия (система, фаза, параметр, состояние, процесс, энергия, теплота, работа, внутренняя энергия).
Термодинамическая система – это объект природы, отделенный от окружающей среды реальными или воображаемыми границами.
Примером системы является человек:
Системы могут быть открытые, закрытые и изолированные.
Открытые системы обмениваются с окружающей средой веществом и энергией.
Закрытые системы обмениваются с окружающей средой энергией, но не обмениваются веществом.
Изолированные системы не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией.
 |
Состояние системы характеризуется параметрами. Важные параметры: температура (t), давление (p), объем (V).
Процесс– это переход системы из одного состояния в другое.
Теплота Q и работа A – это две формы передачи энергии.
Внутренняя энергия U – это сумма энергии движения молекул, атомов и микрочастиц, а также энергии взаимодействия между ними.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
I закон термодинамики, его формулировки, выражение в интегральной и дифференциальной форме.
Выражения I закона термодинамики:
1. Q = ΔU + A
Q – теплота, полученная системой;
ΔU = U2 – U1 изменение внутренней энергии;
A – работа, которую совершает система.
2. В изолированной системе внутренняя энергия постоянна (U = const).
|
|
|
3. Нельзя создать вечный двигатель, то есть машину, которая бы совершала работу без получения энергии извне.
-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Закон Гесса. Термохимические уравнения и их особенности. I и II следствия из закона Гесса. Стандартная энтальпия образования и энтальпия сгорания.
Тепловой эффект химической реакции – это теплота, которая выделяется или поглощается в ходе реакции.
Если реакция проходит при постоянном объеме (V = const), то тепловой эффект реакции обозначают QV.
Из I закона термодинамики:
QV = ΔU.
Если реакция проходит при постоянном давлении (р = const), то тепловой эффект реакции обозначают Qр.
Из I закона термодинамики:
Qр = ΔU + A = ΔH,
где H – энтальпия.
Как правило, биохимические реакции проходят при постоянном давлении.
Реакции, в которых теплота выделяется, называются экзотермическими (ΔH < 0).
Пример:
C + O2 = CO2 + 390 кДж ΔH = -390 кДж
Реакции, в которых теплота поглощается, называются эндотермическими (ΔH > 0).
Пример:
N2 + O2 = 2NO – 180,5 кДж ΔH = 180,5 кДж
Закон Гесса:
Тепловой эффект химической реакции зависит только от вида и состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути реакции.
|
|
|
Пример:
1 путь реакции: C + O2 = CO2 ΔH = -390 кДж;
2 путь реакции: C + ½ O2 = ½ CO + ½ O2 = CO2 ΔH = -390 кДж;
Для расчета теплового эффекта химической реакции используют 2 следствия:
1 следствие: 
2 следствие: 
- тепловой эффект реакции при стандартных условиях.
В обозначении: r – reaction, 0 - cтандартные условия (1 атм. = 101325 Па и любая температура (обычно 298.15К))
- энтальпия образования ( f - formation), тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых веществ.
- энтальпия сгорания, тепловой эффект сгорания 1 моль вещества до высших оксидов.
II закон термодинамики, его формулировки и математическая форма записи.
Формулировки II закона термодинамики:
1. Теплота самопроизвольно переходит от более нагретого тела к менее нагретому.
2. Вся теплота от нагретого тела (S1) не может перейти в работу (А), часть теплоты (Q2) уходит в окружающую среду.
3. 
,
где S – энтропия.Энтропия характеризует беспорядок в системе.
Q – теплота,
Т – температура.
В изолированных системах: 
.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 330; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!