ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА Первое начало термодинамики

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]

X. т. использует понятия о типах термодинамич. систем (см. Гетерогенная система. Гомогенная система. Закрытая система, Изолированная система, Открытая система), параметрах состояния (см. Давление, Температура, Химический потенциал), термодинамич. ф-циях и термодинамических потенциалах (см., напр., Внутренняя энергия. Энтропия). В основе Х.т. лежат законы (начала) общей термодинамики. Первое начало термодинамики - закон сохранения энергаи дая термодинамич. системы, согласно к-рому работа может совершаться только за счет теплоты или к.-л. др. формы энергии. Оно является основой термохимии, изучения теплоемкостей в-в, тепловых эффектов реакций и физ.-хим процессов. Гесса закон позволяет определять тепловые эффекты расчетным путем, если известны теплоты образования каждого из в-в, участвующих в р-ции, или теплоты сгорания (для орг. соед.). Совр. термодинамич. справочники содержат данные о теплотах образования или теплотах сгорания неск. тысяч в-в, гто позволяет рассчитывать тепловые эффекты десятков тысяч хим. р-ций. Первое начало лежит в основе Кирхгофа уравнения, к-рое выражает зависимость теплового эффекта р-ции или физ.-хим. процесса ст т-ры и дает возможность рассчитать тепловой эффект процесса при любой т-ре, если известны теплоемкости в-в, участвующих в р-ции, и тепловой эффект при к.-л. одной т-ре. [c.236]

ГЛАВА II ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ПЕРВОЕ И ВТОРОЕ НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.84]

Второе начало (закон) термодинамики является одним из важнейших законов природы. Он охватывает широкий круг явлений природы, поэтому его смысл выражают в различных формулировках. Закон сохранения энергии (первое начало термодинамики) не содержит указаний о направлении процессов в изолированной системе. Второе начало (закон) термодинамики позволяет предвидеть направление химических процессов в изолированной системе. [c.41]

Закон Гесса, являющийся следствием первого начала термодинамики, формулируется следующим образом. Тепловой эффект химической реакции простых веществ зависит от исходного и конечного состояний системы и не зависит от пути, по которому протекает реакция. [c.623]

Закон Гесса, являющийся следствием первого начала термодинамики, формулируется следующим образом [2—4]. Тепловой эффект химической реакции зависит от исходного и конечного состоя- [c.586]

Закон Гесса точен при условии, что все процессы протекают или при постоянном объеме, или при постоянном давлении. Закон Гесса является частной формулировкой первого начала термодинамики в применении к химическим процессам. Если бы количество теплоты при одинаковых начальных и конечных состояниях на различных путях было неодинаково, то, направляя реакцию по одному пути, а затем в обратном направлении — по-друго-Д1у, можно было бы получить энергию из ничего, т. е. осуществить вечный двигатель I рода . [c.85]

Первое начало термодинамики позволяет решить многие вопросы химии и химической технологии, связанные с определением теплоты и работы при различных химических и физических процессах. [c.106]

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ И ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ [c.49]

В сборнике содержится около 900 задач, которые отражают основные разделы химической термодинамики первое и второе начала, где рассматриваются два метода приближенного вычисления тепловых эффектов, расчеты термодинамических функций и химического равновесия, закономерности фазового равновесия в одно и двухкомпонентных системах, термодинамика растворов. Каждому разделу предпослано краткое теоретическое введение, которое содержит математическое обоснование изучаемого вопроса, приведены примеры решений типичных задач. Все величины выражены в системе СИ. [c.208]

Таким образом, используя закон Гесса, который в свою очередь является частным случаем первого начала термодинамики, можно определять тепловые эффекты химических реакций. [c.77]

Во всех химических явлениях выполняется закон сохранения энергии. Соответственно и все законы термохимии являются следствием первого начала термодинамики. [c.60]

Мы не будем касаться истоков общей термодинамики, возникшей при решении теплотехнических проблем в первой половине XIX в. [4, с. 167], и только напомним, что формулировка первого начала термодинамики и его экспериментальное подтверждение относятся к 40-м годам XIX в. (Майер, Джоуль), а формулировка второго начала термодинамики и его математическое выражение — к 50-м годам (Клаузиус, В. Томсон). Важнейшее понятие химической термодинамики — понятие энтропии — было введено Клаузиусом в 1865 г. [c.120]

Этот закон также является частным случаем первого начала термодинамики применительно к химическим реакциям, протекающим в изохорных или изобарных условиях. [c.60]

Физические и химические явления в термодинамике исследуются главным образом с помощью двух основных законов, называемых первым и вторым началами термодинамики. Первое начало следует из закона сохранения энергии и вещества. Второе начало, характеризующее направление процессов, было сформулировано в XIX в. К нынешнему столетию относится открытие третьего закона термодинамики, который не столь широк и всеобъемлющ, как первый и второй, но имеет важное значение для теоретического анализа химических процессов. [c.11]

Тепловые балансы составляют на основе первого начала термодинамики. Анализ фазового и химического равновесий осуществляют на основе второго и третьего начал в термодинамике. [c.12]

Независимость теплового -фекта реакции от пути процесса была установлена опытным пут м русским академиком Гессом в 1836 г. Закон Гесса гласит, что тепловой эффект химических реакций не зависит от пути перехода (процесса), а зависит только от начального и конечного состояния системы. Этот закон является частным случаем первого начала термодинамики и строго соблюдается для процессов, в которых единственной работой, совершаемой системой, является работа против внешнего давления, а р или V в течение процесса остаются постоянными. Поясним смысл закона на примере в общем виде. Предположим, что реагируют три вещества по уравнению [c.85]

Первое начало термодинамики исключает для изолированной системы все те процессы, в которых внутренняя энергия систем изменяется второе начало делает отбор более жестким—возможны лишь процессы, в которых энтропия изолированной системы (всей, в целом ), возрастает. Максимум энтропии и есть в этом случае условие равновесия. Каким путем система пришла к нему, термодинамика не исследует, хотя для хода химической эволюции путь имеет первостепенное значение. [c.297]

Первое начало термодинамики — закон сохранения энергии — рассматривает уже свершившиеся процессы, но не указывает н а-правление процесса химической реакции, ее возможность и полноту протекания, а это представляет собой основную задачу при исследовании любого процесса, особенно высокотемпературного. [c.145]

ПРИЛОЖЕНИЕ ПЕРВОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ К ХИМИЧЕСКИМ ПРОЦЕССАМ [c.63]

Первое начало термодинамики рассматривает уже свершившиеся направление процесса химической можность и полноту протекания, а это представляет собой основную задачу при исследовании любого процесса, особенно высокотемпературного. [c.151]

Термодинамика как научная дисциплина сложилась в начале XIX в. на основании данных по изучению перехода теплоты в механическую работу (с греческого Легте и dynamis — теплота и движение). В настоящее время термодинамика как одна из дисциплин с наиболее общим подходом в характеристике физико-химических явлений, устанавливает взаимосвязь между различными видами энергии, изучает возможность, направленность и пределы самопроизвольно текущих процессов. Раздел этой науки, изучающий химические реакции, фазовые переходы (кристаллизация, растворение, испарение), адсорбцию, взаимосвязь химической и других видов энергии, а также переход энергии от одной части системы к другой в различных химических процессах называется химической термодинамикой. Изучение происходящих в природе явлений с позиций термодинамики не требует знания причин и механизмов идущих процессов, представлений о строении вещества и т. п. Теоретическо базой этого раздела физической химии являются основные законы — первое и второе начало термодинамики. Первое начало, характеризующее общий запас энергии в изолированной системе, носит всеобщий характер и является отражением закона сохранения энергии второй закон термодинамики устанавливает понятие энтропии и выполняется при определенных ограничениях. В настоящей главе представляется возможным только кратко остановиться на основных положениях. [c.10]

Ограниченность первого начала термодинамики заключается в том, что оно не определяет направления обмена тепловой энергией между телами. Первое начало не запрещает переход тепла от менее нагретого тела к более нагретому. Суть второго начала состоит в том, что оно определяет направление самопроизвольного протекания процессов, в том числе и химических реакций. [c.17]

Термодинамика имеет дело со свойствами систем, находящихся в равновесии. Она не описывает протекания процессов во времени. Термодинамика дает точные соотношения между измеримыми свойствами системы и отвечает на вопрос, насколько глубоко пройдет данная реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие. Она также позволяет уверенно предсказывать влияние температуры, давления и концентрации на химическое равновесие. Термодинамика не зависит от каких-либо допущений относительно структуры молекул или механизма процессов, приводящих к равновесию. Она рассматривает только начальные и конечные состояния. Но и при таком ограничении термодинамический метод является одним из самых мощных методов физической химии, и поэтому, учитывая важную роль термодинамики, первая часть книги посвящена ей. К счастью, термодинамика может быть полностью разработана без сложного математического аппарата, и ее почти целиком можно изложить на том же уровне, на каком написана вся книга. Мы рассмотрим применение термодинамики к химии, начав с нулевого, первого, второго и третьего законов термодинамики, которые в дальнейшем будут применяться к химическим равновесиям, электродвижущим силам, фазовым равновесиям и поверхностным явлениям. [c.11]

Аналитическое выражение первого начала термодинамики (11,5) применительно к любой химической реакции запишется так [c.68]

Закон Гесса был установлен эмпирическим путем. Он вполне точен только при условии, что процессы протекают или при постоянном объеме, или при постоянном давлении. Для этих условий закон Гесса для химических реакций является выражением первого начала термодинамики, которое было установлено позднее. В самом деле, если количества энергии, выделяющиеся на различных путях, были бы неодинаковы, то можно было бы получить энергию из ничего, направляя реакцию в одном направлении по одному пути, а в обратном — по другому. [c.112]

Теплоты химических реакций можно измерить калориметрически. Кроме того, теплоты реакций можно складывать и вычитать, как и величины сродства реакций, и это позволяет вычислить тепловые эффекты реакций, которые непосредственно не поддаются измерению, с помощью тепловых эффектов других реакций. Этот принцип является, естественно, следствием закона Гесса о независимости теплового эффекта реакции от ее пути, а закон Гесса в свою очередь вытекает из первого начала термодинамики. [c.245]

Как уже говорилось, два первых начала термодинамики недостаточны для того, чтобы полностью понять изменения равновесия в химических реакциях, особенно менаду газами. [c.407]

Однако первое начало термодинамики ничего не говорит о том, какими факторами определяются величины самих слагаемых в формуле (2.5). Может ли Q равняться нулю Э го означало бы, что освобожденная в химическом процессе энергия полностью перешла в работу. Из первого начала термодинамики невозможно определить, при каких условиях L < 0. Как мы уже- выяснили, самопроизвольно идут только такие процессы, которые при использовании соответствующих устройств могут производить работу (в этих процессах <0). Следовательно, из первого начала нельзя определить, в каком направлении идут процессы. [c.110]

Первое начало термодинамики является законом сохранения и превращения энергии в применении к физическим, химическим и другим процессам, которые сопровождаются выделением или поглощением теплоты, а также совершением или затратой работы и изменением внутренней энергии системы. [c.15]

Уравнение (1,21) в термодинамике было получено довольно сложным путем. Поскольку (1,21) нельзя вывести на основе первого начала термодинамики и известных законов физики, то первоначальная задача заключалась в том, чтобы доказать существование функции состояния 5 на основе какого-либо предположения (оно и принималось за формулировку второго начала термодинамики), которое вместе с тем можно было бы считать обобщением результатов опыта. В середине прошлого века такие данные содержались в теории тепловых машин, и поэтому до сих пор в общей и химической термодинамике большое место занимает теория циклических процессов и анализ пере.-ходов теплоты в работу. Необходимое и достаточное условие существования функции состояния 5 можно записать в виде условия [c.22]

Совокупность физических и химических свойств системы характеризует ее состояние. Изменение каких-либо из этих свойств означает изменение состояния системы. Температура, давление, объем, концентрация, внутренняя энергия являются термодинамическими параметрами состояния. Внутренняя энергия — функция состояния, так как ее изменение в каком-либо процессе зависит только от начального и конечного состояний системы и не зависит от пути перехода, что непосредственно вытекает из формулировки первого начала термодинамики. [c.94]

Первое начало термодинамики. Термодинамика не занимается изучением отдельных слагаемых, из которых состоит внутренняя энергия системы, а изучает изменение содержания всей этой энергии в целом в результате того или иного процесса физического или химического. [c.116]

Закон Гесса является следствием первого начала термодинамики, и справедлив при y= onst или /j= onst. Его называют также законом постоянства сумм теплот реакции. В химической литературе закон Гесса часто формулируют и так [c.40]

Энергия — основная физическая величина. Математический аппарат большинства разделов теоретической физики, включая термодинамику, основан на различных формах закона сохранения энергии. Однако важнейшая особенность макроскопических систем, которые рассматриваются в термодинамике, состоит в том, что энергию макроскопической системы невозможно непосредственно измерить. Различные физические методы позволяют только определять изменения энергии отдельных частиц системы — атомов, молекул, ионов. Однако не существует никаких методов непосредственного измерения энергии системы как целого. Изменение энергии макроскопической системы определяют в виде теплоты или работы. Первоначально они рассматривались независимо. Поэтому для макроскопической системы сам факт существования внутренней энергии макроскопической системы как некоторой физической величины удалось установить только в середине XIX в., причем для этого потребовалось открыть ранее неизвестный закон природы — первое начало термодинамики. Впоследствии возникла необходимость использовать и другие неизмеряемые величины — энтропию, химический потенциал и т. п. Широкое применение в математическом аппарате термодинамики непосредственно не измеряемых величин является особенностью термодинамики как науки и сильно затрудняет ее изучение. Однако каждая неизмеряе-мая величина в термодинамике точно определена в виде функций измеряемых величин и все окончательные выводы термодинамики можно проверить на опыте. При этом для описания свойств системы используют специальные термодинамические переменные (или термодинамические параметры). Это физические величины, с помощью которых описывают явления, связанные с взаимными превращениями теплоты и работы. Все это макроскопические величины, выражающие свойства больших групп молекул. Не все эти величины можно непосредственно измерить. [c.6]