DLA ORŁÓW
I zasada termodynamiki – przyrost energii wewnętrznej U2-U1 układu jest równy sumie dostarczonego mu ciepła Q i dostarczonej pracy W, co można wyrazić wzorem:
U2-U1=Q+W
Q i W są dodatnie jeśli zostaną do układu doprowadzone. Ciepło dostarczone układowi Q zużywa się na wzrost jego energii wewnętrznej U2-U1 oraz na wykonaną pracę (-W).
Q=( U2-U1)+(-W)
(-W) - praca wykonana przez układ
Proces izochoryczny – do gazu doprowadzamy ilość ciapła Qv przy stałej objętości ΔV=0, nie ma wykonanej pracy W=0. Całe ciepło zostaje wykorzystane na wzrost energii wewnętrznej gazu
Qv= U2-U1=ΔU dla ΔV=0
Proces izobaryczny – do gazu wprowadzamy ilość ciepła Qp przy stałym ciśnieniu Δp=0, temperatura gazu wzrasta o ΔT= T2-T1, energia wewnętrzna o ΔU= U2-U1, a objętość o ΔV= V2-V1. Gaz wykonał pracę objętościową
(-W)=p ΔV
Qp= ΔU+ p ΔV dla p=const
Podczas procesu izobarycznego ciepło dostarczone układowi zużywa się na powiększenie jego energii wewnętrznej ΔU oraz na wykonanie pracy objętościowej p ΔV. Dla scharakteryzowania tego procesu wprowadza się funkcję stanu zwaną ENTALPIĄ H.
Qp= (U2+pV2)- (U1+pV1)
H2= U2+pV2
H1=U1+pV1
Qp= H2- H1= ΔH dla p=const
Funkcja stanu zwana entalpią:
H=U+pV
Przyrost entalpii ΔH jest równy ilości ciepła dostarczonego układowi w procesie izobarycznym Qp= ΔH (dla p=const), tak jak przyrost energii wewnętrznej ΔU jest równy ilości ciepła dostarczonego układowi i procesie izochorycznym Qv= ΔU (dla V=const)
Procesy egzotermiczne i endotermiczne – ciepło które układ wymienia z otoczeniem odgrywa szczególną rolę w reakcjach chemicznych. Ciepło zależy od tego czy reakcja zachodzi izochorycznie czy izobarycznie.
Miarą ciepła reakcji jest
-w przypadku reakcji izochorycznej - energia wewnętrzna ΔU (V=const)
-w przypadku reakcji izobarycznej – zmiana entalpii ΔH (p=const)
Reakcja jest egzotermiczna jeżeli ΔU<0 albo ΔH<0, układ oddaje energię do otoczenia
Reakcja jest endotermiczna jeżeli ΔU>0 albo ΔH>0, układ pobiera energię z otoczenia
Biotermo Karolina J. pod redakcją Blanche, wydanie I, Zabrze 2014
Powodzenia