Як розрахувати тепловий ефект

Як розрахувати тепловий ефект
 

Тепловий ефект термодинамічної системи з’являється внаслідок виникнення в ній хімічної реакції, але однією з її характеристик не є. Ця величина може бути визначена тільки при дотриманні деяких умов.



Інструкція

  1. Поняття теплового ефекту тісно пов’язано з поняттям ентальпії термодинамічної системи. Це теплова енергія, яка може бути перетворена в теплоту при досягненні певної температури і тиску. Ця величина характеризує стан рівноваги системи.
        
  2. Будь хімічна реакція завжди супроводжується виділенням або поглинанням деякої кількості теплоти. В даному випадку під реакцією мається на увазі вплив реагентів на продукти системи. При цьому виникає парниковий ефект, який пов’язаний зі зміною ентальпії системи, а її продукти приймають температуру, сообщаемую реагентами.
        
  3. В ідеальних умовах тепловий ефект залежить тільки від характеру хімічної реакції. Це такі умови, при яких приймається, що система не здійснює ніякої роботи, крім роботи розширення, а температури її продуктів і впливають реагентів рівні.
        
  4. Розрізняють два типи перебігу хімічної реакції: ізохорний (при постійному обсязі) і ізобарний (при постійному тиску). Формула теплового ефекту виглядає наступним чином:
    dQ = dU + PdV, де U — енергія системи, P — тиск, V — об’єм.
        
  5. При ізохорно процесі доданок PdV звертається в нуль, оскільки обсяг не змінюється, значить, не відбувається розширення системи, тому dQ = dU. При Ізобаричний процесі тиск постійно, а обсяг збільшується, що означає, що система здійснює роботу розширення. Тому при обчисленні теплового ефекту до зміни енергії самої системи додається енергія, що витрачається на здійснення цієї роботи: dQ = dU + PdV.
        
  6. PdV — величина постійна, тому її можна внести під знак диференціала, отже dQ = d (U + PV). Сума U + PV повністю відображає стан термодинамічної системи, а також відповідає стану ентальпії. Таким чином, ентальпія є енергія, що витрачається при розширенні системи.
        
  7. Найбільш часто розраховують тепловий ефект двох видів реакцій — освіти з’єднань і згоряння. Теплота згоряння або освіти — таблична величина, тому тепловий ефект реакції в загальному випадку можна вирахувати, підсумувавши теплоти всіх що беруть участь в ній речовин.