2 не

2 не 2 не

library.psu.kz
from library.psu.kz More from this publisher
13.01.2015 Views

Тұракты қысымда өтетін, әрі жұмыс газдың көлем үлғаюына тщ жылу~3ффёктісінщ мәнін былайша өзгертіп жазайық: Qp = AU + А = AU + РЛѴ. Энтальпияны Н (аш) әрпімен белгілеп, оның мәнін жазсак: Н = и + РѴ не АН = AU + PAV. Шынында да (5) тецдеуді былайша ажыратып берсек: (4) (5) Qp= (U 2- U , ) + P (V 2- V ,) = (U 2 + PV2) - (Ui + PV,) = = Н2 — Hi = ЛН, яғни изобаралык жылу эффектінің шамасы энтальпияныц ѳзгеруіне тен, екендігін кѳреміз. Жүйеніц белгілі бір күйін сипаттайтын шамалар — U, Р, V тәрізді энтальпия да жүйеніц күй функциясы болады, себебі: ол осы шамалармен анықталып түр. Реакцияға қатысатын газдарды идеал күйде деп санап, Qp мен Qv арасындағы катынасты табуға болады. Ол үшін энтальпия мен ішкі энергияның өзгерулерін (3; 4) теңдеулердегі жылу эффектері арқылы белгілейік: АН = AU + РАѴ, Qp = Qv + -PAV. (6) Идеал газдарға арналған Менделеев-Клапейрон теңдеуін пайдалансақ: мұндағы Ап — реакциядан шыққан газ күйіндегі заттар мен бастапкы газдардыц моль сандарыныц айырмасы, R — универсал газ тұрактысы. Термодинамикалық есептеулерде универсал газ тұрактысының калориямен берілген мэнін пайдаланады. Ол үшін 1 кал = 4,185-107 эрг екенін біле отырып есептейді: R = 8,314 • 1 0 7 — 1 987 ~ 2,0 кал/град • моль w 8,35 Дж/К-моль. 4 i r r . ю ’ ' ^ ' Бүдан оныц физикалык мэні айкын кѳрініп тұр: ол 1 моль идеал газдыц кызуын 1° К-ка жоғарылату үшін істелетін жұмысты бейнелейді. Оны басқаша Менделеёв-Клапейрон тецдеуін пайдаланып та дәлелдеуге болады. Расында, Т температурадағы идеал газ күйініц тецдеуі PVi = «RT болсын, ал кызуы 1° К-ка жоғарылағандағы күйі PV2 = «R (Т + 1), соцғы тецдеуден бастапкыны алсак: 188 PV = nPT, PAV = A nRt, осыдан Qp = Qv + AnRT, (7) PV2 — PVi = « R ( T + l) —nR T ;n=l моль десек, Р(Ѵг —V,) =PAV = R = A. (8) Енді судыц 1 молініц калыпты жағдайда түзілуініц термо-

химиялық теңдеуі бойынша Qp мен Qv арасындағы айырмашылықтьі есептеп көрейік: Н2 (г) .+ 4 2. - 0 2, (г) = Н20 , (г) Q ^ p = — 241,83 кДж/ моль; Ди ==(1 — 1,5)= —0,5; Q v = —241,83— ( —0,5)-2-298 = = —240,58 кДж/моль. I Әдетте, AnRT мәні реакцияныц жылу эффектісімен салыстырғанда әлдеқайда аз болып келеді, ол тек жоғары температураларда ғана айтарлыктай мәнге ие болады. Реакцняға қатысатын газ күйіндегі заттардыц моль саны өзгеріссіз қалса, онда изобаралық және изохоралық жылу эффектілері өзара тең: Оган N2 + 0 2 = 2N0 мысал бола алады. § 7. ТЕРМОХИМИЯ ЗАҚДАРЫ Химиялык процестердегі жылу эффекттілерінің басын біріктіретін термохимияның екі заңы бар. Олардын екеуі де жалпы энергия сакталу заңының дербес түрлері болып саналады. Термохимияныц бірінші заңы Лавуарье -Лаплас зацы деп аталады. Оның анықтамасы мынадай: жай заттар қосылып күрделі зат түзгенде бөлінетін (не сіңірілетін) жылу мөлшері сол күрделі зат қайтадан жай заттарға ыдырағанда сіңірілетін (не бөлінетін) жылуға тең. Мысалы: Н2 -|-Ғ 2 = 2НҒ, QP= —537,22 кДж, 2НҒ = Н 2 + Ғ2, Qp = 537,22 кДж. Термохимияның бірінші заңын кенірек мағынада былай деп те айта береді: тіке реакцияныц жылу эффекті кері реакцияныц жылу эффектіне тец, тек тацбасы. карама-карсы. Лавуазье-Лаплас зацыныц дүрыстығын логпкалык жолм.ен де дэлелдеуге болады. Айталык, тіке реакцияныц жылуы кері реакцияныц жылуынан аз болсын делік. Онда бір осы реакцияньі кезекпе-кезек екі бағытта жүргізіп отырып, жылу эффектерініц айырмасына сай жоктан бар етіп тегін энергияға ие болар едік, сѳйтіп, «мәцгі двигательдіц» көзі табылар еді. Эрине, олай' болмайтыны хақ. Энергияныц жалпы мөлшері өзгерместен сакталу үшін екі бағытта жүре алатын бір реакцияныц бірдей жағдайда алынған жылу эффектері өзара тец болатыны күмәнсіз. Термохимияныц екінші зацын орыс ғалымы Г. И. Г е с с ашкан. Бастапкы заттар бірдей болғанымен одан шығатын өнімдерді әр түрлі жолдармен алуға болады. Осындай бастапкы жэне соцғы заттар бірдей болып, бірак химиялык реакция эр түрлі сатылармен жүретін кездегі жылу мѳлшерін Гесс зацы аныктап береді. Ол химиялык, реакция тікелей жүрсін, бірнеиіе сатыда өтсін, бәрібір оған сай жылудың мөлиіері тұрақты болады дейді. Баскаша айтканда, химиялык реакцияныц жылу эффекті 189

Тұракты қысымда өтетін, әрі жұмыс газдың көлем үлғаюына<br />

тщ жылу~3ффёктісінщ мәнін былайша өзгертіп жазайық:<br />

Qp = AU + А = AU + РЛѴ.<br />

Энтальпияны Н (аш) әрпімен белгілеп, оның мәнін жазсак:<br />

Н = и + РѴ не АН = AU + PAV.<br />

Шынында да (5) тецдеуді былайша ажыратып берсек:<br />

(4)<br />

(5)<br />

Qp= (U 2- U , ) + P (V 2- V ,) = (U 2 + PV2) - (Ui + PV,) =<br />

= Н2 — Hi = ЛН, яғни изобаралык жылу эффектінің шамасы энтальпияныц<br />

ѳзгеруіне тен, екендігін кѳреміз.<br />

Жүйеніц белгілі бір күйін сипаттайтын шамалар — U, Р, V<br />

тәрізді энтальпия да жүйеніц күй функциясы болады, себебі:<br />

ол осы шамалармен анықталып түр.<br />

Реакцияға қатысатын газдарды идеал күйде деп санап, Qp<br />

мен Qv арасындағы катынасты табуға болады. Ол үшін энтальпия<br />

мен ішкі энергияның өзгерулерін (3; 4) теңдеулердегі жылу<br />

эффектері арқылы белгілейік:<br />

АН = AU + РАѴ,<br />

Qp = Qv + -PAV.<br />

(6)<br />

Идеал газдарға арналған Менделеев-Клапейрон теңдеуін пайдалансақ:<br />

мұндағы Ап — реакциядан шыққан газ күйіндегі заттар мен<br />

бастапкы газдардыц моль сандарыныц айырмасы, R — универсал<br />

газ тұрактысы. Термодинамикалық есептеулерде универсал газ<br />

тұрактысының калориямен берілген мэнін пайдаланады. Ол үшін<br />

1 кал = 4,185-107 эрг екенін біле отырып есептейді:<br />

R = 8,314 • 1 0 7 — 1 987 ~ 2,0<br />

кал/град • моль w 8,35 Дж/К-моль.<br />

4 i r r . ю ’ ' ^ '<br />

Бүдан оныц физикалык мэні айкын кѳрініп тұр: ол 1 моль идеал<br />

газдыц кызуын 1° К-ка жоғарылату үшін істелетін жұмысты<br />

бейнелейді. Оны басқаша Менделеёв-Клапейрон тецдеуін пайдаланып<br />

та дәлелдеуге болады. Расында, Т температурадағы идеал<br />

газ күйініц тецдеуі PVi = «RT болсын, ал кызуы 1° К-ка жоғарылағандағы<br />

күйі PV2 = «R (Т + 1), соцғы тецдеуден бастапкыны<br />

алсак:<br />

188<br />

PV = nPT, PAV = A nRt, осыдан Qp = Qv + AnRT, (7)<br />

PV2 — PVi = « R ( T + l) —nR T ;n=l моль десек,<br />

Р(Ѵг —V,) =PAV = R = A. (8)<br />

Енді судыц 1 молініц калыпты жағдайда түзілуініц термо-

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!