ЯК розрахувати тепловий ефект :: Наука

Тепловий ефект термодинамічної системи з'являється внаслідок виникнення в ній хімічної реакції, але однією з її характеристик не є. Ця величина може бути визначена тільки при дотриманні деяких умов.

Інструкція

Поняття теплового ефекта тісно пов'язане з поняттям ентальпії термодинамічної системи. Це теплова енергія, яка може бути перетворена в теплоту при досягненні певної температури і тиску. Ця величина характеризує стан рівноваги системи.

Будь хімічна реакція завжди супроводжується виділенням або поглинанням деякої кількості теплоти. У даному випадку під реакцією мається на увазі вплив реагентів на продукти системи. При цьому виникає тепловий ефект, який пов'язаний зі зміною ентальпії системи, а її продукти приймають температуру, сообщаемую реагентами.

В ідеальних умовах теплової ефект залежить тільки від характеру хімічної реакції. Це такі умови, за яких приймається, що система не здійснює ніякої роботи, крім роботи розширення, а температури її продуктів і впливають реагентів рівні.

Розрізняють два типи перебігу хімічної реакції: ізохорний (при постійному обсязі) і ізобарний (при постійному тиску). Формула теплового ефекта виглядає наступним чином: dQ = dU + PdV, де U - енергія системи, P - тиск, V - об'єм.

При Ізохоричний процесі доданок PdV звертається в нуль, оскільки обсяг не змінюється, значить, не відбувається розширення системи, тому dQ = dU. При изобарном процесі тиск постійно, а обсяг збільшується, що означає, що система здійснює роботу розширення. Тому при обчисленні теплового ефекта до зміни енергії самої системи додається енергія, що витрачається на вчинення цієї роботи: dQ = dU + PdV.

PdV - величина постійна, тому її можна внести під знак диференціала, отже dQ = d (U + PV). Сума U + PV повністю відображає стан термодинамічної системи, а також відповідає стану ентальпії. Таким чином, ентальпія є енергія, що витрачається при розширенні системи.

Найбільш часто розраховують теплової ефект двох видів реакцій - утворення з'єднань і згоряння. Теплота згоряння або освіти - таблична величина, тому теплової ефект реакції в загальному випадку можна обчислити, підсумувавши теплоти всіх що у ній речовин.