Первое начало термодинамики
Термохимия изучает энергетические эффекты химических реакций. Все энергетические эффекты в химии принято переводить в тепловые. Термохимия - раздел термодинамики.
Основным законом термодинамики и одним из важнейших законов природы является первое начало термодинамики. Этот закон был установлен в результате работ Майера (1842г) и Джоуля (1843г). Первым началом термодинамики этот закон назвал Р. Клаузиус .
Первое начало термодинамики
В замкнутой системе энергия не возникает и не исчезает, при переходе одних форм энергии в другие сумма их остаётся неизменной.
В термохимии принята своя терминология . Прежде всего - это понятие системы.
Под системой понимается отдельное вещество или смесь веществ, выделенные из окружающей среды физической или воображаемой границей.
Системы подразделяются на:
· изолированные (замкнутые), у которых с окружающей средой нет обмена ни энергией, ни веществом;
· закрытые, у которых с окружающей средой есть обмен энергией, но нет обмена веществом;
Рекомендуемые материалы
· открытые, у которых с окружающей средой есть обмен энергией и веществом.
Макросостояние систем характеризуются параметрами (m, Т, Р, V, Е и другими). В термохимии очень важно понятие функций.
Функция параметра является функцией системы в том случае, если она зависит только от начального и конечного состояния системы, но не зависит от того пути, по которому система перешла от начального состояния к конечному.
Например, потенциальная энергия тела, находящегося у подножия горы, равна Е1.
Потенциальная энергия того же тела, поднятого на вершину горы, составляет Е2.
Разность потенциальных энергий составляет:
Е2 - Е1 = mg(h2 - h1).
Потенциальная энергия тела зависит только от разности высот, но не зависит от способа перемещения тела с данной высоты (h1) на другую (h2), поэтому потенциальная энергия представляет собой функцию состояния.
Состояние идеального газа определяется произведением давления на объём
P · V.
В начальном состоянии данная масса идеального газа характеризуется величинами P1 и V1 параметров состояния P и V.
После ряда превращений этот газ достигает конечного состояния равновесия, при котором давление и объём равны, соответственно, P2 и V2.
Произведение давления на объём зависит только от начального и конечного состояния газа и не зависит от пути, по которому это изменение произошло. Оно является функцией состояния.
Лекция "4. Организационные мероприятия по электробезопасности" также может быть Вам полезна.
Внутренняя энергия системы, то - есть полная энергия, - это сумма потенциальной энергии каждой частицы, составляющей систему, плюс кинетическая энергия взаимных положений частиц в системе.
Полная энергия тоже является функцией состояния идеального газа.
Внутренняя энергия простых систем, например химически чистого вещества или идеального газа, может быть выражено произведением двух параметров системы:
P·T, P·V.
Энтропия
Первое начало термодинамики ничего не говорит о направлении протекания процесса. О направлении протекания процессов говорит второе начало термодинамики.