Внутренняя энергия и энтальпия системы. I закон термодинамики

Химическая термодинамика изучает энергетические эффекты, сопровождающие химические процессы, а также возможность и направление самопроизвольного протекания процессов.

Системой называется тело или группа тел, находящихся во взаимодействии с окружающей средой и мысленно обособляемых от нее.

Внутренняя энергия – это такая форма энергии, скрытая в веществах и частично освобождающаяся при химических и некоторых физических процессах.

Для системы, неподверженной действию внешних сил и находящейся в состоянии макроскопического покоя, внутренняя энергия представляет собой полную энергию системы.

Внутренняя энергия вещества – это кинетическая и потенциальная энергия частиц, за вычетом потенциальной и кинетической энергии системы как целого.

Внутренняя энергия системы равна сумме кинетической энергии движения атомов, потенциальной энергии хранящейся в химических связях и гравитационной энергии системы

Внутренняя энергия системы зависит от природы вещества ее компонентов, массы и параметров состояния системы.

– первый закон термодинамики:
Теплота, подведенная к системе, расходуется на изменения внутренней энергии системы и на совершение работы против внешних сил.

Изменение внутренней энергии определяется только начальным и конечным состояниями системы, то есть является функцией состояния системы.

Величина работы зависит от вида процесса и не является функцией состояния системы.

Теплота не является функцией состояния, но в различных процессах она связана с функциями состояния.

При изохорном процессе Вся подводимая теплота идет на изменение внутренней энергии системы.

В случае химической реакции, протекающей без изменения объема системы, изменение внутренней энергии равно взятому с обратным знаком тепловому эффекту этой реакции.

При изотермическом процессе

При адиабатном процессе , то есть работа совершается за счет убыли внутренне энергии системы.

При изобарном процессе

H=U+pv – энтальпия системы

Теплота расходуется на изменение энтальпии системы

Энтальпия характеризует энергетическое состояние вещества и включает энергию, затрачиваемую на преодоление внешнего давления, то есть на работу расширения.

Энтальпия определяет состояние системы и не зависит от того, каким путем это состояние достигнуто.

Энтальпия идеального газа зависит только от его абсолютной температуры и пропорциональна массе газа.