1.2 Первый закон термодинамики для различных процессов.

Если система получает некоторое количество тепла при постоянном давлении Q_p, последнее расходуется на изменение внутренней энергии системы ΔU и совершение работы A = PΔV против внешних сил:

Это уравнение выражает закон сохранения энергии или первое начало термодинамики.

U - внутренняя энергия - это полная энергия вещества - состоит из потенциальной и кинетической энергии молекул, атомов, электронов, ядер, внутренней ядерной энергии, энергии химического взаимодействия и т.п. Внутренняя энергия является функцией состояния, т.е. ее изменение не зависит от того, которым путем это состояние достигнуто. Так же, A и Q- не является функции состояния.

Адиабатический процесс – это процесс квазистатического расширения или сжатия газа в сосуде с теплонепроницаемыми стенками. Первый закон термодинамики для адиабатического процесса принимает вид:

A = –ΔU.

Адиабатический процесс (4.6) - это процесс квазистатического расширения или сжатия газа в сосуде с теплонепроницаемыми стенками.

Изотермический процесс – это процесс квазистатического расширения или сжатия вещества, находящегося в контакте с тепловым резервуаром, (T = const).

Изотермический процесс (4.7) - это процесс квазистатического расширения или сжатия вещества, находящегося в контакте с тепловым резервуаром, (Т=const).

Так как внутренняя энергия идеального газа зависит только от температуры (закон Джоуля), то первый закон термодинамики для изотермического процесса записывается в виде:

Q = A.

При изохорическом процессе (V = const) поглощение или выделение тепла (тепловой эффект) связано только с изменением внутренней энергии:

Изохорный процесс(4.8.) – процесс протекающий в постоянном объеме.

В химии чаще всего рассматривают изобарические процессы (P = const), и тепловой эффект в этом случае называют изменением энтальпии системы или энтальпией процесса:

ΔH = ΔU + PΔV

Изобарный процесс (4.9) – процесс протекающий при постоянном давлении.

2.Термодинамические функции состояния.

Состояние системы определяется термодинамическими параметрами состояния – температурой, давлением, концентрацией, объемом и т. д. Система характеризуется, кроме того, такими свойствами как внутренняя энергия U, энтальпия H, энтропия S, энергия Гиббса G. Из изменение в ходе химических реакций характеризуют ее энергетику системы. Перечисленные свойства системы зависят от температуры, давления, концентрации, поэтому они называются функциями состояния, не зависят от пути процесса и определяются только конечным и начальным состоянием системы.