Внутренняя энергия – U. Измеряется и рассчитывается не сама энергия, а её изменение

ΔU= U₂-U₁ кДж/моль.

Согласно первому началу термодинамики, количество энергии, которое поглощается или выделяется в форме теплоты Q и работы A, постоянно для данного процесса, т.к. энергия не может исчезать или возникать, и следовательно, количество подведённой теплоты и совершённой работы равно изменению внутренней энергии:

Q + A = ΔU.

Работа, как правило, совершается против внешних сил

A = -P (V₂- V₁)= -PΔV.

Подвод теплоты к системе может осуществляться при двух процессах:

• изохорном;
• изобарном.

Изохорный процесс:

Вывод: при изохорном процессе подведённая теплота полностью расходуется на изменение внутренней энергии системы

Q_V = ΔU.

Изобарный процесс:

ΔU= Q_p + A = Q- pΔ V ;

Q_p= ΔU – A = ΔU + pΔ V

Q_p= U₂-U₁ + p(V₂ – V₁) = ( U₂ + pV₂ ) – (U₁ + pV₁).

Функция U + pV = H – называется энтальпией.

Итак, U₂ + pV₂ и U₁ + pV₁ – величины энтальпий для состояний 2 и 1 системы, соответственно:

U₂ + pV₂ = H₂;

U₁ + pV₁ = H₁.

Тогда Q_p = H₂ – H₁ = ΔH.

Теплота, подведённая к системе при постоянном давлении, равняется изменению энтальпии данной системы.

Изменение энтальпии – теплота, выделевшаяся при изобарном процессе.

Поскольку энтальпия выводится из внутренней энергии, она также является функцией состояния. Измеряется и рассчитывается не сама энтальпия, а её изменение, приведённое к нормальным условиям:

H₂ – H₁ = ΔH ⁰₂₉₈ кДж/моль.

Образование веществ может происходить как с поглощением, так и с выделением энергии.

Если величина Q_p положительна, то реакция эндотермическая, т.е. энтальпия продуктов реакции выше энтальпии исходных веществ.

Если величина Q_p отрицательна, то реакция экзотермическая: энтальпия продуктов реакции ниже энтальпии исходных веществ.

Энтальпия простых веществ принимается равной нулю (ΔH ⁰_Cu; ΔH ⁰ _O3).

Вещество тем прочнее, чем больше энергии выделяется при его образовании. Изменение энтальпии химической реакции, то - есть и тепловой эффект, подчиняется закону Гесса (1840г).

Закон Гесса.

Тепловой эффект химической реакции зависит только от начального и конечного состояния химической реакции, то - есть зависит от вида и состояния исходных веществ и продуктов реакции.

Следствие закона Гесса:

Изменение энтальпии химической реакции равно сумме изменений энтальпий продуктов реакции за вычетом суммы изменения энтальпий исходных веществ.

aA + bB = cC + dD

ΔH ⁰_х.р. = (cΔH ⁰_C + dΔH ⁰_D ) – (aΔH ⁰_A + bΔH ⁰_B ) кДж.