ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Глава II. Термохимия из "Курс физической химии Том 1 Издание 2" Другим признаком идеального газа является его подчинение устанавленному опытным путем закону Гей-Люссака —Джоуля, согласно которому внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры и не зависит от объема и давления. [c.51] Это свойство идеального газа, как будет показано ниже (стр. 119), вытекает из уравнения Клапейрона — Менделеева и второго закона термодинамики. [c.51] Закон Гей-Люссака — Джоуля является выводом из опытов Гей-Люссака (1809) и Джоуля (1844). [c.51] Опыт Гей-Люссака — Джоуля заключается в следующем. Два баллона, соединенные трубкой с краном, погружены в ванну с водой, температура которой измеряется термометром. В одном из баллонов находится газ при некотором давлении р (кран закрыт), другой сосуд пустой (р=0). При открывании крана газ частично переходит из первого сосуда во второй и давления уравниваются. Температура воды в ванне при этом остается неизменной. Следовательно, теплота расширения газа равна нулю. Так как объем системы из двух сосудов оставался постоянным, то и работа равна нулю (изохорный процесс). Следовательно, по первому закону термодинамики /з — 1=0, т. е. внутренняя энергия газа не изменяется при изменении его объема. Таким образом, внутренняя энергия газа при небольших давлениях не зависит от объема. [c.51] Позднейшие, более точные опыты Джоуля и Томсона показали, что при изменении объема реальных газов всегда наблюдаются отклонения от закона Гей-Люссака — Джоуля, который тем точнее выполняется, чем ближе состояние газа к идеальному. [c.51] работа изотермического расширения идеального газа равна поглощенной теплоте. [c.52] Работа этого процесса совершается за счет внутренней энергии газа. [c.52] Уравнения (1,47), (1,48) и (1,49), так же как и уравнения (1,43) и (1,46), являются термодинамическими уравнениями, так как они вытекают из первого закона термодинамики. Одновременно они являются следствием уравнения состояния идеального газа и поэтому приложимы лишь к идеальным газам и не являются обшими термодинамическими уравнениями, справедливыми для любых систем. [c.53] В дальнейшем мы рассмотрим большое число термодинамических уравнений, вытекающих из законов термодинамики и из того или иного уравнения состояния. Следует отличать эти ограниченно приложимые уравнения от общих термодинамических уравнений, не связанных с уравнением состояния. [c.53] Рассмотренные ранее отдельные типы процессов (изохорный, изобарный, изотермический и адиабатный) являются частными предельными случаями реальных процессов. Соответствующие им теплоемкости также являются частными видами теплоемкости. Реальные процессы в газах часто протекают по путям, промежуточным между указанными. Эти процессы носят общее название политропных процессов или политроп и могут приближенно характеризоваться значениями некоторого коэффициента = политропной теплоемкости С или показателя политропы п в уравнении политропы. [c.53] При химических превращениях происходит изменение внутренней энергии системы, обусловленное тем, что внутренняя энергия продуктов реакции отличается от внутренней энергии прореагировавших веществ. [c.54] Изучение изменений внутренней энергии при химических превращениях имеет большое значение для развития теоретических основ химии, так как является одним из основных путей для изучения энергии отдельных химических связей в молекуле и количественного познания прочности этих связей и реакционной способности молекул. Кроме того, изменения внутренней энергии при реакции (или теплота реакции) являются необходимыми исходными величинами для термодинамических расчетов химических реакций (определение константы равновесия, выход продуктов реакции), имеющих большое значение для химических исследований и в химико-технологической практике. [c.54] Изменение внутренней энергии в процессе химического превращения вещества происходит, как и в других случаях, путем поглощения (или выделения) теплоты и совершения работы. Последняя обычно мала она может быть вычислена или ею можно пренебречь. Теплота же реакции часто значительна она может быть во многих случаях непосредственно измерена. Изучением теплот химических реакций занимается термохимия. [c.54] Изменение внутренней энергии при химической реакции, в соответствии с первым законом термодинамики, не зависит от пути, по которому протекает реакция, а лишь от химической природы и состояния начальных и конечных веществ реакции . [c.54] Теплота реакции в общем не является изменением функции состояния и зависит от пути процесса. Однако по крайней мере в двух простейших случаях независимость от пути распространяется на теплоты процесса (в том числе и химической реакции). [c.54] Вернуться к основной статье