Atmosférický tlak zvyčajne pôsobí ako konštantný tlak. Entalpia, podobne ako vnútorná energia, je stavová funkcia.Vnútorná energia je súčtom kinetických a potenciálnych energií celého systému. Je základom pre rovnicu entalpie. Entalpia je súčet objemu systému a rovná sa: H=U+pV, kde p je tlak v systéme, V je objem systému. Vyššie uvedené sa používa na výpočet entalpie, keď všetky tri udávajú sa veličiny: tlak, objem a vnútorná energia. Nie vždy sa však entalpia počíta týmto spôsobom. Okrem toho existuje niekoľko ďalších spôsobov výpočtu entalpie.

Keď poznáme voľnú energiu a entropiu, môžeme vypočítať entalpia. Voľná ​​energia alebo Gibbsova energia je súčasťou entalpie systému na premenu na prácu a rovná sa rozdielu medzi entalpiou a teplotou vynásobenému entropiou: ΔG \u003d ΔH-TAS (ΔH, ΔG, ΔS - prírastky) porucha častíc systému. Zvyšuje sa so zvyšujúcou sa teplotou T a tlakom. Na ΔG<0 процесс идет самопроизвольно, при ΔG>0 - nefunguje.

Okrem toho sa z chemickej rovnice vypočítava aj entalpia. Ak je daná rovnica chemickej reakcie v tvare A+B=C, tak entalpia možno určiť podľa vzorca: dH \u003d dU + ΔnRT, kde Δn \u003d nk-nн (nk a nн sú počet mólov reakčných produktov a východiskových materiálov) V izobarickom procese sa entropia rovná zmene tepla v systéme: dq \u003d dH. Pri konštantnom tlaku sa entalpia rovná: H=∫СpdTIak sa entalpia a entropia navzájom vyrovnávajú, prírastok entalpie sa rovná súčinu prírastku teploty a entropie: ΔH=TΔS

Zdroje:

• ako vypočítať zmenu entropie v reakcii

Komu čiastka teplo, prijímané alebo odovzdávané látkou, je potrebné zistiť jej hmotnosť, ako aj zmenu teploty. Pomocou tabuľky špecifických tepelných kapacít nájdite túto hodnotu pre daný materiál a potom vypočítajte množstvo tepla pomocou vzorca. Množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva je možné určiť na základe jeho hmotnosti a špecifického spaľovacieho tepla. Rovnaká situácia s tavením a vyparovaním.

Budete potrebovať

• Na určenie množstva tepla si vezmite kalorimeter, teplomer, váhy, tabuľky tepelných vlastností látok.

Poučenie

Výpočet množstva podaného alebo prijatého telom Na váhe zmerajte telesnú hmotnosť v kilogramoch, potom zmerajte teplotu a zahrejte ju, čo najviac obmedzte kontakt s vonkajším prostredím, opäť zmerajte teplotu. K tomu použite tepelne izolovanú nádobu (kalorimeter). V praxi sa to dá urobiť takto: vezmite si akékoľvek telo pri izbovej teplote, toto bude jeho počiatočná hodnota. Potom do kalorimetra nalejte horúcu vodu a telo do nej ponorte. Po chvíli (nie hneď, telo by sa malo zahriať) zmerajte teplotu vody, bude sa rovnať teplote tela. V tabuľke merného tepla nájdite túto hodnotu pre materiál, z ktorého je skúmané teleso vyrobené. Potom množstvo tepla, ktoré to je, bude súčinom špecifickej tepelnej kapacity hmotnosti tela a jeho teploty (Q \u003d c m (t2-t1)). Výsledok bude v jouloch. Teplota môže byť v stupňoch Celzia. Ak sa množstvo tepla ukázalo ako kladné, telo sa zahrieva, ak sa ochladí.

Výpočet množstva tepla pri spaľovaní paliva. Zmerajte množstvo spaľovaného paliva. Ak je kvapalina, zmerajte jej objem a vynásobte hustotou zistenou v špeciálnej tabuľke. Potom v referenčnej tabuľke nájdite špecifické spalné teplo tohto paliva a vynásobte jeho hmotnosťou. Výsledkom bude množstvo tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva.

Výpočet množstva tepla pri tavení a odparovaní Zmerajte hmotnosť taviaceho sa telesa a špecifické teplo tavenia pre danú látku zo špeciálnej tabuľky. Vynásobte tieto hodnoty a získajte množstvo absorbované telom počas topenia. Rovnaké množstvo tepla uvoľňuje telo pri kryštalizácii.
Na meranie množstva tepla absorbovaného kvapalinou nájdite jej hmotnosť, ako aj špecifické teplo vyparovania. Súčin týchto veličín udáva množstvo tepla absorbovaného danou kvapalinou počas odparovania. Pri kondenzácii sa uvoľňuje presne také množstvo tepla, aké sa absorbovalo pri odparovaní.

Podobné videá

Termálne Effect termodynamického systému sa objavuje v dôsledku výskytu chemickej reakcie v ňom, ale nie je jednou z jeho charakteristík. Túto hodnotu je možné určiť len za určitých podmienok.

Poučenie

Pojem termické a úzko súvisí s pojmom entalpia termodynamického systému. Ide o tepelnú energiu, ktorá sa pri dosiahnutí určitej teploty a tlaku môže premeniť na teplo. Táto hodnota charakterizuje rovnovážny stav systému.

Pri práci s akýmikoľvek výpočtami, výpočtami a predpovedaním rôznych javov súvisiacich s tepelnou technikou sa každý stretáva s pojmom entalpia. No u ľudí, ktorých špecializácia sa netýka tepelnej energetiky alebo sa s takýmito pojmami stretávajú len povrchne, slovo „entalpia“ vzbudzuje strach a hrôzu. Pozrime sa teda, či je všetko naozaj také strašidelné a nepochopiteľné?

Ak sa to pokúsime povedať celkom jednoducho, pojem entalpia označuje energiu, ktorá je k dispozícii na premenu na teplo pri určitom konštantnom tlaku. Výraz entalpia v gréčtine znamená „ohrievam“. To znamená, že vzorec obsahujúci elementárny súčet vnútornej energie a vykonanej práce sa nazýva entalpia. Táto hodnota je označená písmenom i.

Ak vyššie uvedené napíšeme vo fyzikálnych veličinách, transformujeme a odvodíme vzorec, potom dostaneme i = u + pv (kde u je vnútorná energia; p, u sú tlak a špecifický objem pracovnej tekutiny v rovnakom stave, pre ktorý berie sa hodnota vnútornej energie). Entalpia je aditívna funkcia, to znamená, že entalpia celého systému sa rovná súčtu všetkých jeho zložiek.

Pojem "entalpia" je zložitý a mnohostranný.

Ale ak sa to pokúsite pochopiť, všetko pôjde veľmi jednoducho a jasne.

• Po prvé, aby sme pochopili, čo je entalpia, stojí za to poznať všeobecnú definíciu, ktorú sme urobili.
• Po druhé, stojí za to nájsť mechanizmus vzhľadu tejto fyzickej jednotky, aby sme pochopili, odkiaľ pochádza.
• Po tretie, musíte nájsť spojenie s inými fyzickými jednotkami, ktoré sú s nimi neoddeliteľne prepojené.
• A nakoniec, po štvrté, musíte sa pozrieť na príklady a vzorec.

No dobre, mechanizmus práce je jasný. Stačí si pozorne prečítať a pochopiť. Termínom „Entalpia“ sme sa už zaoberali, uviedli sme aj jeho vzorec. Okamžite sa však vynára ďalšia otázka: odkiaľ sa vzal tento vzorec a prečo je entropia spojená napríklad s vnútornou energiou a tlakom?

Podstata a zmysel

Aby ste sa pokúsili zistiť fyzikálny význam pojmu „entalpia“, musíte poznať prvý zákon termodynamiky:

energia nikam nemizne a nevzniká z ničoho, ale iba prechádza z jednej formy do druhej v rovnakých množstvách. Takýmto príkladom je prechod tepla (tepelnej energie) na mechanickú energiu a naopak.

Musíme previesť rovnicu prvého zákona termodynamiky do tvaru dq = du + pdv = du + pdv + vdp - vdp = d(u + pv) - vdp. Odtiaľ vidíme výraz (u + pv). Práve tento výraz sa nazýva entalpia (úplný vzorec bol uvedený vyššie).

Entalpia je tiež stavová veličina, pretože zložky u (napätie) a p (tlak), v (merný objem) majú pre každú veličinu určité hodnoty. Keď to vieme, prvý termodynamický zákon možno prepísať do tvaru: dq = di - vdp.

V technickej termodynamike sa používajú hodnoty entalpie, ktoré sa počítajú z konvenčne akceptovanej nuly. Je veľmi ťažké určiť všetky absolútne hodnoty týchto množstiev, pretože na to je potrebné vziať do úvahy všetky zložky vnútornej energie látky, keď sa jej stav zmení z O na K.

Vzorec a hodnoty entalpie dal v roku 1909 vedec G. Kamerling-Onnes.

Vo výraze i - špecifická entalpia pre celú telesnú hmotnosť sa celková entalpia označuje písmenom I, podľa svetového systému jednotiek sa entalpia meria v jouloch na kilogram a vypočíta sa ako:

Funkcie

Entalpia ("E") je jednou z pomocných funkcií, vďaka ktorej možno výrazne zjednodušiť termodynamický výpočet. Napríklad veľké množstvo procesov dodávky tepla v tepelnej energetike (v parných kotloch alebo spaľovacej komore plynových turbín a prúdových motorov, ako aj vo výmenníkoch tepla) sa uskutočňuje pri konštantnom tlaku. Z tohto dôvodu sa hodnoty entalpie zvyčajne uvádzajú v tabuľkách termodynamických vlastností.

Podmienka zachovania entalpie je základom najmä Joule-Thomsonovej teórie. Alebo efekt, ktorý našiel dôležité praktické uplatnenie pri skvapalňovaní plynov. Entalpia je teda celková energia expandovaného systému, ktorá je súčtom vnútornej energie a vonkajšej - potenciálnej energie tlaku. Ako každý stavový parameter, aj entalpiu možno definovať ľubovoľným párom nezávislých stavových parametrov.

Na základe vyššie uvedených vzorcov môžeme tiež povedať: „E“ chemickej reakcie sa rovná súčtu spaľovacích entalpií východiskových látok mínus súčet spaľovacích entalpií produktov reakcie.
Vo všeobecnom prípade zmena energie termodynamického systému nie je nevyhnutnou podmienkou pre zmenu entropie tohto systému.

Takže tu sme analyzovali pojem "entalpia". Stojí za zmienku, že „E“ je neoddeliteľne spojené s entropiou, o ktorej si tiež môžete prečítať neskôr.

Entalpia je energia vlastná konkrétnemu systému, ktorý je v termodynamickej rovnováhe s konštantnými parametrami (tlak a entropia).

Entropia je charakteristická pre usporiadanosť termodynamického systému.

ENTALPIA(z gr. enthalpo - I teplo), jednohodnotová funkcia H stavu termodynamického systému s nezávislými parametrami entropie S a tlakom p, súvisí s vnútornou energiou U vzťahom H = U + pV, kde V je objem systému. Pri konštante p sa zmena entalpie rovná množstvu tepla dodaného do systému, preto sa entalpia často nazýva tepelná funkcia alebo tepelný obsah. V stave termodynamickej rovnováhy (pri konštante p a S) je entalpia systému minimálna.

Entropia je mierou neporiadku, mierou homogenity, mierou zmätku a mierou symetrie.

Málo vedcov pochopilo tento pojem..........Väčšinou, ako sa obrazne povedalo, ide o mieru chaosu systému.....To znamená, že sa ukazuje, že chaos sa dá nariadiť. To znamená, že umožňuje rozlíšiť reverzibilné procesy od nevratných ....... Pre vratné procesy je entropia maximálna a konštantná ...... a pre nezvratné sa zvyšuje. Dám vám jeden článok ...... Termodynamika je založená na rozdiele medzi dvoma typmi procesov - reverzibilným a nevratným. Reverzibilný proces je proces, ktorý môže ísť vpred aj v opačnom smere a keď sa systém vráti do pôvodného stavu, nenastanú žiadne zmeny. Akýkoľvek iný proces sa nazýva nezvratný. Zákony klasického mechanistického výskumného programu sú reverzibilné. S príchodom termodynamiky sa do fyziky dostáva pojem ireverzibilnosti procesov, ktorý naznačuje hranice použiteľnosti dynamického opisu javov.

Entropia (grécky in and turn, transformation) je jednou z hlavných. koncepcie klasickej fyziky, ktoré do vedy zaviedol R. Clausius. S makroskopickým t.sp. E. vyjadruje schopnosť energie premeny: čím viac E. sústavy, tým menej energie v nej obsiahnutej je schopná premien. Pomocou konceptu E. je formulovaný jeden zo základných princípov. fyzikálne zákony - zákon rastúcej E., alebo druhý termodynamický zákon, ktorý určuje smer premien energie: v uzavretom systéme nemôže E. klesať. Dosiahnutie maximálnej E. charakterizuje nástup rovnovážneho stavu, v ktorom už nie sú možné ďalšie energetické premeny – všetka energia sa zmenila na teplo a nastal stav tepelnej rovnováhy.

Krátka recenzia

Nulový zákon

Prvý zákon

Môže sa tiež definovať ako: množstvo tepla dodávaného do izolovaného systému sa vynakladá na prácu a zmenu vnútornej energie

Druhý zákon

tretí zákon

Stručne povedané, entropia je postulovaná ako „závislá od teploty“ a vedie k formulácii myšlienky absolútnej nuly.

Štvrtý zákon (dočasný)

Akýkoľvek nerovnovážny systém má také vlastnosti, ktoré sa nazývajú kinetické, ktoré určujú vlastnosti toku nerovnovážnych procesov v smere označenom druhým zákonom termodynamiky a od ktorých nezávisia termodynamické sily, ktoré tieto nerovnovážne procesy poháňajú. .

Princípy termodynamiky

Nulový začiatok termodynamiky

Nulový zákon termodynamiky je tak pomenovaný, pretože bol sformulovaný po tom, čo prvý a druhý zákon patrili medzi ustálené vedecké pojmy. Uvádza, že izolovaný termodynamický systém sa v priebehu času spontánne dostáva do stavu termodynamickej rovnováhy a zostáva v ňom ľubovoľne dlho, ak vonkajšie podmienky zostanú nezmenené. Termodynamická rovnováha znamená prítomnosť mechanickej, tepelnej a chemickej rovnováhy v systéme, ako aj fázovej rovnováhy. Klasická termodynamika predpokladá iba existenciu stavu termodynamickej rovnováhy, ale nehovorí nič o čase, ktorý je potrebný na jej dosiahnutie.

V literatúre nultý začiatok často obsahuje aj tvrdenia o vlastnostiach tepelnej rovnováhy. Tepelná rovnováha môže existovať medzi systémami oddelenými nepohyblivou tepelne priepustnou prepážkou, teda priečkou, ktorá umožňuje systémom vymieňať si vnútornú energiu, ale neprepúšťa hmotu. Postulát prechodu tepelnej rovnováhy hovorí, že ak sú dve telesá oddelené takouto prepážkou (diatermické) navzájom v tepelnej rovnováhe, potom každé tretie teleso, ktoré je v tepelnej rovnováhe s jedným z týchto telies, bude tiež v tepelnej rovnováhe s iné telo.

Inými slovami, ak dva uzavreté systémy A a B privedené do vzájomného tepelného kontaktu, potom po dosiahnutí termodynamickej rovnováhy celým systémom A+B systémov A a B budú navzájom v tepelnej rovnováhe. Avšak každý zo systémov A a B sám je tiež v termodynamickej rovnováhe. Potom ak systémy B a C sú v tepelnej rovnováhe, potom systémy A a C sú tiež navzájom v tepelnej rovnováhe.

V zahraničnej a prekladovej literatúre sa samotný postulát o prechodnosti tepelnej rovnováhy často nazýva nulový štart a pozícia pri dosiahnutí termodynamickej rovnováhy sa môže nazývať štart „mínus prvý“. Význam postulátu tranzitivity spočíva v tom, že nám umožňuje zaviesť nejakú funkciu stavu systému, ktorá má vlastnosti empirický teploty, teda na vytvorenie prístrojov na meranie teploty. Rovnosť empirických teplôt nameraných pomocou takéhoto prístroja, teplomera, je podmienkou tepelnej rovnováhy systémov (alebo častí toho istého systému).

Prvý zákon termodynamiky

Prvý zákon termodynamiky vyjadruje univerzálny zákon zachovania energie vo vzťahu k problémom termodynamiky a vylučuje možnosť vytvorenia stroja na večný pohyb prvého druhu, teda zariadenia schopného vykonávať prácu bez zodpovedajúceho vynaloženia energie. .

vnútornej energie U Termodynamický systém je možné zmeniť dvoma spôsobmi: prácou na ňom alebo výmenou tepla s okolím. Prvý zákon termodynamiky hovorí, že teplo prijaté systémom ide na zvýšenie vnútornej energie systému a na vykonanie práce tohto systému, ktorú možno napísať ako 5Q = 5A + dU. Tu dU je celkový rozdiel vnútornej energie systému, δQ je základné množstvo tepla preneseného do systému a δA- nekonečne malý príp elementárne prácu vykonanú systémom. Keďže práca a teplo nie sú stavové funkcie, ale závisia od spôsobu prechodu systému z jedného stavu do druhého, používa sa zápis so symbolom δ zdôrazniť to δQ a δA sú nekonečne malé veličiny, ktoré nemožno považovať za diferenciály žiadnej funkcie.

Znamenia na δQ a δA vo vyššie uvedenom vzťahu vyjadrujú súhlas, že práca vykonaná systémom a teplo prijaté systémom, akceptované vo väčšine moderných prác o termodynamike, sa považujú za pozitívne.

Ak systém vykonáva iba mechanickú prácu v dôsledku zmeny svojho objemu, potom sa elementárna práca zapíše ako 5A = P dV, kde dV- zvýšenie objemu. V kvázi-statických procesoch sa táto práca rovná práci vonkajších síl na systém, pričom sa berie s opačným znamienkom: δA interné = –δA externé, ale pre nekvazistatické procesy tento vzťah nie je splnený. Vo všeobecnosti sa elementárna práca píše ako súčet δA = A 1 da 1 + A 2 da 2 + ... , kde A 1 ,A 2 , ... - funkcie parametrov a 1 ,a 2 , ... a teplotu T, volal zovšeobecnené sily .

Prácu spojenú so zmenou množstva látky v systéme (chemickú prácu) možno od všeobecného výrazu pre prácu oddeliť do samostatného pojmu.

Druhý zákon termodynamiky

Druhý termodynamický zákon stanovuje limity smeru procesov, ktoré sa môžu vyskytnúť v termodynamických systémoch, a vylučuje možnosť vytvorenia stroja na večný pohyb druhého druhu. V skutočnosti k tomuto výsledku dospel už Sadi Carnot vo svojej eseji „O hnacej sile ohňa a o strojoch schopných túto silu vyvinúť“. Carnot sa však opieral o myšlienky kalorickej teórie a nedal jasnú formuláciu druhého termodynamického zákona. Toto urobili v rokoch 1850-1851 nezávisle Clausius a Kelvin. Existuje niekoľko rôznych, no zároveň rovnocenných formulácií tohto zákona.

Kelvinov postulát: "Je nemožný kruhový proces, ktorého jediným výsledkom by bola produkcia práce chladením zásobníka tepla." Takýto kruhový proces sa nazýva Thomson-Planck proces a predpokladá sa, že takýto proces je nemožný.

Clausiusov postulát: „Teplo sa nemôže samovoľne preniesť z telesa, ktoré je menej zahriate, na teleso, ktoré je teplejšie. Proces, pri ktorom nedochádza k inej zmene, okrem prenosu tepla zo studeného telesa na horúce, sa nazýva Clausiusov proces. Postulát uvádza, že takýto proces je nemožný. Teplo sa môže samovoľne prenášať len jedným smerom, z viac zohriateho telesa na menej zohriate a takýto proces je nevratný.

Ak vezmeme za postulát nemožnosť Thomsonovho-Planckovho procesu, je možné dokázať, že Clausiusov proces je nemožný a naopak, z nemožnosti Clausiovho procesu vyplýva, že je nemožný aj Thomsonov-Planckov proces.

Dôsledok druhého termodynamického zákona, predpokladaného v týchto formuláciách, nám umožňuje zaviesť pre termodynamické systémy ešte jednu funkciu termodynamického stavu S, nazývaná entropia, takže jej celkový diferenciál pre kvázistatické procesy sa píše ako dS = 5Q/T. V kombinácii s teplotou a vnútornou energiou, zavedenými v nultom a prvom princípe, predstavuje entropia úplný súbor veličín nevyhnutných pre matematický popis termodynamických procesov. Iba dve z troch spomenutých veličín, ktorými sa termodynamika pridáva do zoznamu premenných používaných vo fyzike, sú nezávislé.

Tretí zákon termodynamiky

Tretí zákon termodynamiky alebo Nernstova veta hovorí, že entropia akéhokoľvek rovnovážneho systému, keď sa teplota blíži absolútnej nule, prestáva závisieť od akýchkoľvek stavových parametrov a smeruje k určitej hranici. Obsah Nernstovej vety v skutočnosti zahŕňa dve ustanovenia. Prvý z nich predpokladá existenciu limitu entropie, pretože má tendenciu k absolútnej nule. Číselná hodnota tejto limity sa zvyčajne považuje za nulovú, preto sa v literatúre niekedy hovorí, že entropia systému má tendenciu k nule, keďže teplota má tendenciu k 0 K. Druhá veta Nernstovej vety tvrdí, že všetky procesy blízke absolútnej nule, ktoré prenášajú systém z jedného rovnovážneho stavu do druhého, prebiehajú bez zmeny entropie.

Nulové hodnoty teploty a entropie pri absolútnej nule sú akceptované ako vhodné konvencie na odstránenie nejednoznačnosti pri konštrukcii stupnice pre termodynamické veličiny. Hodnota nulovej teploty slúži ako referenčný bod pre konštrukciu termodynamickej teplotnej stupnice. Entropia, ktorá zaniká pri absolútnej nulovej teplote, sa nazýva absolútna entropia. V príručkách termodynamických veličín sa často uvádzajú absolútne hodnoty entropie pri teplote 298,15 K, čo zodpovedá zvýšeniu entropie pri zahriatí látky z 0 K na 298,15 K.

Entalpia je vlastnosť hmoty, ktorá udáva množstvo energie, ktorú možno premeniť na teplo.

Entalpia je termodynamická vlastnosť látky, ktorá naznačuje energetická úroveň uložené v jeho molekulárnej štruktúre. To znamená, že hoci hmota môže mať energiu na báze , nie všetku ju možno premeniť na teplo. Časť vnútornej energie vždy zostáva v hmote a zachováva svoju molekulárnu štruktúru. Časť látky je neprístupná, keď sa jej teplota blíži teplote okolia. teda entalpia je množstvo energie, ktorá je k dispozícii na premenu na teplo pri danej teplote a tlaku. Jednotky entalpie- Britská tepelná jednotka alebo joule pre energiu a Btu/lbm alebo J/kg pre špecifickú energiu.

Množstvo entalpie

množstvo entalpie hmoty na základe jeho danej teploty. Daná teplota je hodnota zvolená vedcami a inžiniermi ako základ pre výpočty. Ide o teplotu, pri ktorej je entalpia látky nulová J. Inými slovami, látka nemá žiadnu dostupnú energiu, ktorú by bolo možné premeniť na teplo. Táto teplota je pre rôzne látky rôzna. Napríklad táto teplota vody je trojitý bod (0°C), dusík je -150°C a chladivá na báze metánu a etánu sú -40°C.

Ak je teplota látky nad jej danou teplotou alebo sa pri danej teplote zmení na plynné skupenstvo, entalpia sa vyjadrí ako kladné číslo. Naopak, pri teplote nižšej ako daná entalpia látky je vyjadrená ako záporné číslo. Entalpia sa používa vo výpočtoch na určenie rozdielu energetických hladín medzi dvoma stavmi. To je potrebné na nastavenie zariadenia a určenie priaznivého účinku procesu.

entalpiačasto definované ako celková energia hmoty, keďže sa rovná súčtu jeho vnútornej energie (u) v danom stave spolu s jeho schopnosťou konať prácu (pv). Ale v skutočnosti entalpia neudáva celkovú energiu látky pri danej teplote nad absolútnou nulou (-273°C). Preto namiesto definovania entalpia ako celkové teplo látky, presnejšie to definujte ako celkové množstvo dostupnej energie látky, ktorú možno premeniť na teplo.
H=U+pV

Aká je entalpia tvorby látok? Ako toto množstvo využiť v termochémii? Aby sme našli odpovede na tieto otázky, uvažujme o základných pojmoch spojených s tepelným účinkom chemickej interakcie.

Tepelný účinok reakcie

Ide o hodnotu, ktorá charakterizuje množstvo tepla uvoľneného alebo absorbovaného pri interakcii látok.

Ak sa proces uskutočňuje za štandardných podmienok, tepelný efekt sa nazýva štandardný účinok reakcie. Toto je štandardná entalpia tvorby reakčných produktov.

Tepelná kapacita procesu

Ide o fyzikálnu veličinu, ktorá určuje pomer malého množstva tepla k zmene teploty. Jednotky tepelnej kapacity sú J/K.

Špecifické teplo je množstvo tepelnej energie potrebnej na zvýšenie teploty o jeden stupeň Celzia pre teleso s hmotnosťou jeden kilogram.

Termochemický efekt

Pre takmer každú chemickú reakciu je možné vypočítať množstvo energie, ktoré sa absorbuje alebo uvoľní pri interakcii chemických zložiek.

Exotermické premeny sa nazývajú také premeny, v dôsledku ktorých sa do atmosféry uvoľňuje určité množstvo tepla. Napríklad procesy spájania sa vyznačujú pozitívnym účinkom.

Entalpia reakcie sa vypočíta s prihliadnutím na zloženie látky, ako aj stereochemické koeficienty. Endotermické interakcie zahŕňajú absorpciu určitého tepla s cieľom spustiť chemickú reakciu.

Štandardná entalpia je veličina používaná v termochémii.

Spontánny priebeh procesu

V termodynamickom systéme proces prebieha spontánne, keď dôjde k zníženiu voľnej energie interagujúceho systému. Ako podmienka dosiahnutia termodynamickej rovnováhy sa uvažuje minimálna hodnota termodynamického potenciálu.

Len pod podmienkou zachovania konštantných vonkajších podmienok v čase môžeme hovoriť o nemennosti interakcie.

Jedna z oblastí termodynamiky študuje práve rovnovážne stavy, v ktorých je entalpia hodnotou vypočítanou pre každý jednotlivý proces.

Chemické procesy sú reverzibilné v tých prípadoch, keď prebiehajú súčasne v dvoch vzájomne opačných smeroch: dozadu a dopredu. Ak je v uzavretom systéme pozorovaný opačný proces, potom po určitom časovom intervale systém dosiahne rovnovážny stav. Vyznačuje sa zastavením zmien koncentrácie všetkých látok v priebehu času. Takýto stav neznamená úplné zastavenie reakcie medzi východiskovými látkami, keďže rovnováha je dynamický proces.

Entalpia je fyzikálna veličina, ktorú možno vypočítať pre rôzne chemikálie. Kvantitatívna charakteristika rovnovážneho procesu je rovnovážna konštanta vyjadrená parciálnymi tlakmi, rovnovážnymi koncentráciami a mólovými zlomkami interagujúcich látok.

Pre každý reverzibilný proces je možné vypočítať rovnovážnu konštantu. Závisí to od teploty, ako aj od charakteru interagujúcich komponentov.

Uvažujme o príklade vzniku rovnovážneho stavu v systéme. V počiatočnom okamihu sú v systéme iba počiatočné látky A a B. Rýchlosť doprednej reakcie má maximálnu hodnotu a spätný proces neprebieha. Keď sa koncentrácia počiatočných zložiek zníži, pozoruje sa zvýšenie rýchlosti spätného procesu.

Vzhľadom na to, že entalpia je fyzikálna veličina, ktorú možno vypočítať pre reaktanty, ako aj pre produkty procesu, možno vyvodiť určité závery.

Po určitom časovom intervale sa rýchlosť priameho procesu rovná rýchlosti spätnej interakcie. Rovnovážna konštanta je pomer rýchlostných konštánt priamych a spätných procesov. Fyzikálny význam tejto hodnoty ukazuje, koľkokrát rýchlosť priameho procesu prevyšuje hodnotu spätnej interakcie pri určitej koncentrácii a teplote.

Vplyv vonkajších faktorov na kinetiku procesu

Keďže entalpia je veličina, ktorá sa používa na termodynamické výpočty, existuje vzťah medzi ňou a podmienkami procesu. Napríklad termodynamickú interakciu ovplyvňuje koncentrácia, tlak, teplota. Keď sa jedna z týchto hodnôt zmení, rovnováha sa posunie.

Entalpia je termodynamický potenciál, ktorý charakterizuje stav systému v rovnováhe pri výbere ako nezávislé premenné entropie, tlaku, počtu častíc.

Entalpia charakterizuje úroveň energie, ktorá je uložená v jej molekulárnej štruktúre. Preto, ak má látka energiu, nie je úplne premenená na teplo. Časť je uložená priamo v látke, je nevyhnutná pre fungovanie látky pri určitom tlaku a teplote.

Záver

Zmena entalpie je mierou tepla chemickej reakcie. Charakterizuje množstvo energie, ktorá je potrebná na prenos tepla pri konštantnom tlaku. Táto hodnota sa používa v situáciách, keď tlak a teplota budú konštantné hodnoty v procese.

Entalpia je často charakterizovaná ako celková energia látky, pretože je definovaná ako súčet vnútornej energie a práce vykonanej systémom.

V skutočnosti táto hodnota pôsobí ako celkové množstvo energie, ktoré charakterizuje energetické ukazovatele látky, ktorá sa premieňa na teplo.

Tento termín navrhol H. Kamerling-Onnes. Pri vykonávaní termodynamických výpočtov v anorganickej chémii je potrebné vziať do úvahy množstvo látky. Výpočty sa vykonávajú pri teplote zodpovedajúcej 298 K a tlaku 101 kPa.

Hessov zákon, ktorý je hlavným parametrom modernej termochémie, umožňuje určiť možnosť samovoľného výskytu chemického procesu a vypočítať jeho tepelný účinok.