- •1.Основные понятия и законы химии
- •2.Основные понятия и законы химии
- •3.Основные понятия и законы химии
- •4.Основные понятия и законы химии
- •5.Основные понятия и законы химии
- •6.Строение и св-ва атомов
- •7.Строение и св-ва атомов
- •8.Строение и св-ва атомов
- •9.Строение и св-ва атомов
- •10.Строение и св-ва атомов
- •11.Химическая связь и строение молекул
- •12.Химическая связь и строение молекул
- •13.Химическая связь и строение молекул
- •14.Химическая связь и строение молекул
- •15.Химическая связь и строение молекул
- •16.Энергетика химических процессов
- •17.Энергетика химических процессов
- •18.Энергетика химических процессов
- •19.Энергетика химических процессов
- •21.Химическая кинетика и химическое равновесие
- •23.Химическая кинетика и химическое равновесие
- •24.Химическая кинетика и химическое равновесие
- •25.Химическая кинетика и химическое равновесие
- •27.Растворы. Дисперсные системы.
- •28.Растворы. Дисперсные системы.
- •29.Вопрос: Осмос, осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа для бесконечно разбавленных растворов неэлектролитов.
- •30.Растворы. Дисперсные системы.
- •31.Растворы. Дисперсные системы.
- •32.Растворы. Дисперсные системы.
- •33.Растворы. Дисперсные системы.
- •34.Растворы. Дисперсные системы.
- •35.Растворы. Дисперсные системы.
- •36.Растворы. Дисперсные системы.
- •41.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •42.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •43.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •44.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •45.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •46.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •47.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •48.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •49.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •50.Окислительно-восстановительные реакции. Электрохимические системы.
- •51.Полимерные органические материалы
- •52.Полимерные органические материалы
- •53.Полимерные органические материалы
- •54.Полимерные органические материалы
- •55.Полимерные органические материалы
- •56.Полимерные органические материалы
- •57.Полимерные органические материалы
- •58.Полимерные органические материалы
16.Энергетика химических процессов
Вопрос: Понятия: термодинамическая система, термодинамические параметры, внутренняя энергия, теплота, работа, энтальпия, энтропия.
Термодинамическая система — это некая физическая система, состоящая из большого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Также обычно полагается, что такая система подчиняется статистическим закономерностям. Для термодинамических систем справедливы законы термодинамики.
Описание
Для описания термодинамической системы вводят так называемые термодинамические величины — набор физических величин, значения которых определяют термодинамическое состояние системы. Примерами термодинамических величин являются:
-температура
-давление
-объем
-внутренняя энергия
-энтропия
-энтальпия
-свободная энергия Гельмгольца
-энергия Гиббса
Если термодинамическое состояние системы не меняется со временем, то говорят, что система находится в состоянии равновесия. Строго говоря, термодинамические величины, приведённые выше, могут быть определены только в состоянии термодинамического равновесия.
Классификация
Термодинамические системы подразделяются на однородные по составу (например, газ в сосуде) и неоднородные (вода и пар или смесь газов в сосуде).
Выделяют также изолированные системы, то есть системы, которые не обмениваются с окружающей средой ни энергией, ни веществом, и закрытые системы, которые обмениваются со средой только энергией, но не обмениваются веществом. Если же в системе происходят обменные процессы с окружающей средой, то её называют открытой.
Термодинамическими величинами называют физические величины, применяемые при описании состояний и процессов в термодинамических системах.
Термодинамика рассматривает эти величины как некоторые макроскопические параметры и функции, присущие системе, но не связанные с её микроскопическим устройством. Вопросы микроскопического устройства изучает статистическая физика.
Функции состояния
Функции состояния зависят только от текущего состояния системы и не зависят от пути, по которому система пришла в это состояние.
Функции состояния в термодинамике включают:
-температуру,
-давление,
-объём,
-энтропию,
-а также термодинамические потенциалы.
В зависимости от выбранной модели некоторые из этих величин, строго говоря, могут быть не функциями, а независимыми переменными.
Эти величины не являются независимыми. Связь между термодинамическими параметрами для конкретной системы называется уравнением состояния.
В случае, если известно каноническое уравнение состояния, задание любой пары параметров из следующих:
-энтропия и объём,
-энтропия и давление,
-температура и объём,
-температура и давление,
позволяет вычислить остальные два параметра.
Функции процесса
Функции процесса зависят не только от текущего состояния системы, но также и от пути, по которому система пришла в данное состояние.
ункции процесса в термодинамике включают:
-количество теплоты и
-термодинамическую работу.
Эти величины, однако, могут быть «превращены» в функции состояния с помощью интегрирующего множителя:
где S (энтропия) — функция состояния.
PdV = δA, где P (давление) и V (объём) — функции состояния
Энтальпия
Энтальпия системы – это однозначная функция H состояния термодинамической системы при независимых параметрах энтропии S и давлении P, которая связана с внутренней энергией U соотношением
H = U + PV
где V – объем системы.
В химии чаще всего рассматривают изобарические процессы (P = const), и тепловой эффект в этом случае называют изменением энтальпии системы или энтальпией процесса
: ΔH = ΔU + PΔV
Энтальпия имеет размерность энергии (кДж). Ее величина пропорциональна количеству вещества; энтальпия единицы количества вещества (моль) измеряется в кДж∙моль–1.
В термодинамической системе выделяющуюся теплоту химического процесса условились считать отрицательной (экзотермический процесс, ΔH < 0), а поглощение системой теплоты соответствует эндотермическому процессу, ΔH > 0.
Уравнения химических реакций с указанием энтальпии процесса называют термохимическими. Численные значения энтальпии ΔH указывают через запятую в кДж и относят ко всей реакции с учетом стехиометрических коэффициентов всех реагирующих веществ. Поскольку реагирующие вещества могут находиться в разных агрегатных состояниях, то оно указывается нижним правым индексом в скобках: (т) – твердое, (к) – кристаллическое, (ж) – жидкое, (г) – газообразное, (р) – растворенное.
Энтропия
Изменение энтальпии системы не может служить единственным критерием самопроизвольного осуществления химической реакции, поскольку многие эндотермические процессы протекают самопроизвольно. Иллюстрацией этого служит растворение некоторых солей (например, NH4NO3) в воде, сопровождающееся заметным охлаждением раствора. Необходимо учитывать еще один фактор, определяющий способность самопроизвольно переходить из более упорядоченного к менее упорядоченному (более хаотичному) состоянию.
Энтропия (S) – термодинамическая функция состояния, которая служит мерой беспорядка (неупорядоченности) системы. Возможность протекания эндотермических процессов обусловлена изменением энтропии, ибо в изолированных системах энтропия самопроизвольно протекающего процесса увеличивается ΔS > 0 (второй закон термодинамики).
Для химической реакции изменение энтропии аналогично изменению энтальпии
энтропия зависит от:
-агрегатного состояния вещества. Энтропия увеличивается при переходе от твердого к жидкому и особенно к газообразному состоянию (вода, лед, пар).
-изотопного состава (H2O и D2O).
-молекулярной массы однотипных соединений (CH4, C2H6, н-C4H10).
-строения молекулы (н-C4H10, изо-C4H10).
-кристаллической структуры (аллотропии) – алмаз, графит.