Page 36 - 4547

Саме такі системи вивчаються в хімічній термодинаміці, причому в першому
випадку реакція ізохорно-ізотермічною в другому – ізобарно-ізотермічною.
При цьому слід відмітити, що реакція супроводжується зміною температури
реагуючої системи. Для проведення термодинамічного аналізу допускається,
що вся теплота, яка виділяється відводиться безпосередньо в момент виділення,
якщо реакція екзотермічна, і підводиться до системи, якщо реакція
ендотермічна. Таким чином, реальні процеси замінюють ідеалізованими
термічними схемами, що не суперечать положенням хімічної термодинаміки.
При проходженні хімічної реакції може виконуватись робота, не пов’язана із
зміною об’єму, так звана корисна робота реакції.
До хімічних реакцій може бути використано перший закон термодинаміки:

U  U  Q L  A ,

1 2 0 K
де U  U - втрата внутрішньої енергії з врахуванням хімічної складової;
1 2
Q- теплота, яка виділяється в процесі;

L - робота зміни об’єму;
0
A - корисна робота реакції.
K
Таким чином тепло, яке виділяється при реакції, і виконання роботи
відбувається за рахунок втрати внутрішньої енергії системи. При цьому теплота
екзотермічної реакції додатна, а ендотермічної - від’ємна.
Якщо реакція за сталої температури відбувається таким чином, що ніяка
робота, крім роботи зміни об’єму не виконується ( тобто A = 0 ), то тепло, яке
K
виділяється під час реакції буде максимальним, тоді:
U  U  Q  L , (3.1)
1 2 max 0

де Q max - тепловий ефект реакції.
Таким чином, тепловий ефект хімічної реакції – кількість теплоти, яка
виділяється або поглинається за сталої температури, за умови, що корисна
робота дорівнює нулю. Тепловий ефект ізохорної реакції позначається Q . Із
V
рівняння (3.1) випливає, що Q  U  U . Таким чином, тепловий ефект
V 1 2
ізохорної реакції дорівнює зміні внутрішньої енергії.
Тепловий ефект ізобарної реакції Q також можна знайти із рівняння
p
першого закону термодинаміки:
U  U  Q  ( P V  V ) , (3.2)
p
1 2 2 1
де P (V  V ) - робота зміни об’єму.
2 1
Із рівняння (3.2) знаходимо Q
p
Q  (U  U 2 ) P (V  V 1 ) (U 1  PV 1 ) (U 2  PV 2 ) H 1  H 2 .
p
1
2
Тобто тепловий ефект ізобарної реакції дорівнює втраті ентальпії.

36