ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Первое начало термодинамики из "Физическая химия вяжущих материалов" Любая система обладает энергией (Е), абсолютную величину которой измерить не представляется возможным. Экспериментально можно определить только ее изменение, связанное с переходом системы из начального в конечное состояние. [c.33] Это уравнение отражает в математической форме первый закон термодинамики, который является частным случаем закона сохранения и превращения энергии в применении к процессам, сопровождающимся выделением, поглощением или преобразованием теплоты. [c.33] Обычно работе, совершаемой системой против внешних сил, приписывают положительный знак. Энергия, передаваемая системе благодаря разнице температур, называется теплотой, а изменение температуры системы в таком случае является мерой количества перешедшей теплоты. Однако система может обмениваться теплотой с окружающей средой и без изменения температуры системы, например при химическом или физическом превращении. Так, вода будет плавиться и поглощать теплоту при постоянной температуре, равной ее точке плавления 273,15 К. Химическая реакция также может протекать при постоянной температуре, причем теплота, выделяющаяся или поглощаемая в процессе реакции, передается или заимствуется из окружающей среды. [c.34] Согласно термодинамической системе знаков энергии, передаваемой системой окружающей среде, приписывают отрицательный знак. [c.35] Теплоемкость. Теплоемкостью называют количество теплоты, которое поглощает 1 г (удельная теплоемкость) или 1 моль (молярная теплоемкость) вещества при нагревании его на 1 °С. [c.35] Теплоемкость зависит от условий, в которых протекает процесс, поэтому различают теплоемкость при постоянном объеме Су) и при постоянном давлении (Ср). [c.35] Рассмотрим пример расчета средней теплоемкости, если дано уравнение зависимости истинной теплоемкости от температуры. [c.36] Величина АН называется энтальпией процесса или реакции. [c.37] Из выражения (2.2) следует, что чисто химический процесс, протекающий при постоянном объеме (работа расширения равна нулю), характеризуется теплотой Q, являющейся точной мерой изменения энергии Аи. Из уравнения (2.18) видно, что значение Q для процесса или реакции, протекающих при постоянном давлении, равно изменению энтальпии АН. Поскольку в силикатных системах процессы идут в основном в конденсированных фазах, можно считать, что АН=АИ. [c.37] Пример 2.2. Найти уравнение для вычисления теплоты, расходуемой на нагревание 1 кг кварца от 7) до Необходимые данные взять из справочника. [c.38] Для однозначного термодинамического рассмотрения процессов или реакций используют понятие о стандартном состоянии вещества. Под стандартным состоянием вещества подразумевают некоторое определенное его состояние, выбранное из тех или иных физико-химических соображений для решения конкретной термодинамической задачи. Все остальные состояния обычно сравнивают со стандартным. Для элементарных веществ в качестве стандартного состояния выбирают конденсированное состояние до тех температур, при которых давление пара вещества достигает 0,1 МПа (1 атм), при более высокой температуре в качестве стандартного состояния выбирают состояние идеального газа. Стандартное состояние вещества обозначается надстрочным индексом О (нуль). [c.38] Применение первого начала термодинамики к химическим процессам. Закон Гесса. Все химические процессы протекают с выделением или поглощением теплоты. В технологии вяжущих веществ важнейшая роль отводится составлению тепловых балансов химических реакций и проведению теплотехнических расчетов. Основой при этом служит закон Гесса, открытый в 1840 г., который можно рассматривать как частный случай первого начала термодинамики. [c.39] ПpИ определении теплового эффекта реакции необходимо учитывать состояние силиката (аморфное или кристаллическое), а также существование полиморфизма — вид модификации. Кроме того, должна быть указана температура, поскольку тепловой эффект реакции является функцией Т. [c.39] Теплоты образования силикатов. При образовании силикатов и оксидов обычно выделяется теплота. Одно и то же сложное соединение может быть получено либо путем соединения соответствующих оксидов, либо обменной реакцией. При этом тепловой эффект реакции будет различен. [c.40] Если соединение образуется из элементов, то к тепловому эффекту его образования из оксидов прибавляют тепловые эффекты образования самих оксидов. [c.40] В случае обменной реакции тепловой эффект равен алгебраической сумме теплот образования соединений, участвующих в реакции. Но тепловой эффект такой реакции не может быть назван теплотой образования исходного соединения, так как в него суммарно входят тепловые эффекты разложения и образования других продуктов реакции. [c.40] ДЯз=(—1635,73-296,9) - (-1424 - 859,3) =350,67 кДж/моль. [c.40] Пример 2.4. Определить теплоту образования алюмината бария — главной составной части бариевого огнеупорного цемента из BaS04 и а-А Оз. [c.40] Вернуться к основной статье