Неорганическая химия. А. А. Дроздов

Чтение книги онлайн.

СКАЧАТЬ биологических систем для получения выводов о превращениях массы и энергии используют упрощенные модели. Давление в системе при этом под–держивается постоянным, оно равно внешнему давле–нию. Такие процессы, протекающие при р = const, назы–ваются изобарными. Работа расширения, совершае-мая при изобарном процессе, как известно, равна:

      W = –ρΔV,

      где ΔV – приращение объема системы, равное раз–ности объемов в состояниях 2 и 1.

      Подставляя работу расширения в математическое выражение первого начала и проведя несложные пре–образования, получаем:

      Q_ρ = ΔE + pΔV = (E₂ + ρV₂) – (E₁ + ρΔV₁)

      где Qρ – теплота изобарного процесса;

      1, 2 – индексы, относящиеся к началу и концу процесса.

      Величина (E+ pV) – функция состояния системы, обоз–начаемая через Н и называемая энтальпией:

      H = E + ρV.

      Соответственно, выражение можно записать в виде:

      Q_p = Н₂ – Н₁ = ΔH.

      Из данного выражения следует, что энтальпия – функция состояния, приращение которой равно теп–лоте, полученной системой в изобарном процессе.

      Измерение приращения энтальпии в некотором про–цессе может быть осуществлено при проведении это–го процесса в калориметре при постоянном давлении. Именно так проводили свои эксперименты А. М. Ла–вуазье и П. С. Лаплас, изучая энергетику метаболиз–ма в живом организме.

      В тех случаях, когда изменение состояния системы происходит при постоянном объеме, процесс называ–ется изохорным. Изменение объема AV при этом рав–но нулю, и в соответствии с формулой работа расшире–ния W = 0. Тогда из математического выражения первого начала термодинамики следует:

      Q_v = ΔE.

      Из вышеуказанного соотношения вытекает термо–динамическое определение: внутренняя энергия – функция состояния, приращение которой равно теп–лоте QV , полученной системой в изохорном процессе. Следовательно, изменение внутренней энергии в не–котором процессе может быть измерено при проведе–нии этого процесса в калориметре при постоянном объеме. Следует, что при ρ = const приращения внут–ренней энергии и энтальпии связаны соотношением:

      ΔH = ΔE + ρΔV.

      4. Закон Гесса

      Раздел термодинамики, изучающий превращения энер–гии при химических реакциях, называется химической термодинамикой. Уравнение реакции, для которой ука–зываются соответствующие этой реакции изменения внут–ренней энергии ΔE, энтальпии ΔH или какой-либо другой функции состояния, называется термохимическим.

      Химические реакции, при протекании которых проис–ходит уменьшение энтальпии системы (ΔH < 0) и во внеш–нюю среду выделяется теплота, называются экзотерми–ческими.

      Реакции, в результате которых энтальпия возрастает (ΔH > 0) и система поглощает теплоту Q_p извне, назы–ваются эндотермическими.

      Окисление глюкозы кислородом происходит с выде–лением большого количества СКАЧАТЬ