2.9 Зависимость тепловых эффектов от температуры.

На практике часто нужно знать тепловые эффекты реакций при высоких температурах и 1-й закон ТД позволяет определить зависимость ТЭ от температуры.

Применим уравнение Кирхгоффа в дифференциальной форме, которое показывает, что температурный коэффициент реакции равен изменению теплоемкости системы происходящего в данной реакции:

(2.27)

в левой части температурный коэффициент теплового эффекта (ТКТЭ);

Сн - суммарная теплоемкость начальных продуктов реакции;

Ск - суммарная теплоемкость конечных продуктов реакции.

Если ТКТЭ>0, то теплоемкость убывает, если ТКТЭ<0, то возрастает.

Если ТЭ определяется при V=const, то в качестве теплоемкости берут Cv, а при Р=const, берут Ср.

Используя соотношение 1-го закона ТД для постоянного V и Р можно уравнение Кирхгоффа выражать через приращение энтальпии и внутренней энергии ( ).

Уравнение Кирхгоффа распространяется на агрегатные превращения в условиях тх протекания при Р=const.

Для обозначения ТЭ агрегатных превращений (АП) пользуются ТД обозначениями:

+Q – поглощение тепла,

-Q – выделение тепла.

Для процесса испарения:

(2.28)

Для процесса плавления:

(2.29)

Для выгонки:

(2.30)

В практических уравнениях часто пользуются развернутым уравнением степенного ряда, где Q_т и Q₀соответственно тепловой эффект при температуре Т и 0С, ,  и  коэффициенты в уравнениях степенного ряда для зависимости теплоемкости от температуры участников реакции умноженные на стехиометрические коэффициенты в уравнениях химических реакций:

(2.31)

Чтобы получить уравнение зависимости теплового эффекта от температуры недостаточно располагать только уравнениями всех участников реакции необходимо еще знать величину теплового эффекта при какой-либо температуре в рассматриваемом интервале температур.

Вопросы для самопроверки:

1. Что изучает термодинамика

2. Что представляет собой ТД система

3. Записать в общем виде уравнение состояния системы

4. Дать определение закрытых, открытых, адиабатных ТД систем

5. Сформулировать первый закон термодинамики

6. Привести примеры экзотермических и эндотермических реакций

7. Сформулировать правило Дюпонга – Пти

8. Представить графически изменение работы для изопроцессов в зависимости от объема и давления

9. Использование первого закона термодинамики

10. Сформулировать закон Гесса

11. Перечислить следствия закона Гесса

Список использованных источников раздела 2

1. Глазов В.М. Основы физической химии. - М.: Высш. шк., 1981. - 456с.

2. Черняев В.Н. Физико-химические процессы в технологии РЭА. - М.: Высш. шк., 1987.-376с.

3. Карапетьянц М.Х. Введение в теорию химических процессов. - М.: Высш. шк., 1981. - 333с.