46.Термодинамические процессы: изохорный, изобарный (энтальпия), изотермический, адиабатный, термодинамические обратимые и необратимые процессы.

Всякое изменение состояния системы, связанное с изменением хотя бы одного термодинамического параметра. Называется термодинамическим процессом.

В зависимости от условий, при которых протекает процесс, он может быть: 1. Изохорным V=соnst Если в процессе поглощения или выделения теплоты никакая работа не совершается А=0. а это возможно, если объем системы не изменяется V=соnst , то вся теплота расходуется на изменение внутренней энергии. Q=ΔU+PΔV

ΔV=cost PΔV=O Следовательно Q_V=ΔU- изохорный процесс

ΔU<O ΔH<O –экзотермический процесс ΔU>O ΔH>O- эндотермический процесс

2. изобарный (Р= соnst)

Системы в процессе обмена теплотой с внешней средой при постоянном давлении единственным видом работы оказывается работа расширения то

Q_P=ΔU+PΔV=U₂−U₁+P(V₂−V₁)=U₂−U₁+PV₂−PV₁ отсюда (U₂+PV₂)− (U₁+PV₁)

U+PV=H получаем Q_P=H₂− H₁ = ΔH т.к.Q_P=ΔU то ΔU=ΔH

Величина Н называется энтальпией ее изменением определяется тепловой эффект процесса при р= соnst изобарный.

Также как и в случае изменения внутренней энергии в эндотермическом процессе энтальпия возрастает, т.е. ΔH>O в экзотермическом процессе энтальпия убывает (ΔH<O).

Как и внутренняя энергия , энтальпия является функцией состояния т.е. не зависит от пути, каким система пришла в данное состояние.

Данное равенство Q_P=ΔH справедливо и при сопоставлении через приращение энтальпии и первого закона термодинамики для изобарного процесса напишем соотношение, определяющее энтальпию:

Н=U+PV Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем.

Если каждый атом окислителя может принять иное количество электронов, чем отдает атом восстановителя, то необходимо так подобрать количество атомов того и другого реагента, чтобы количество отдаваемых и принимаемых электронов стало одинаковым. Это требование положено в основу метода электронного баланса, с помощью которого уравнивают уравнения окислительно-восстановительных реакций. Через приращение ΔH=ΔU+PΔV

Сравнивая его с уравнением первого начала термодинамики, через приращение ΔQ=ΔU+PΔV получаем ΔH=ΔQ

Q_P=ΔH – изобарный процесс, следовательно, в изобарном процессе количество теплоты измеряется изменением энтальпии т.о. энтальпия – это полная энергия системы в том числе, включая и энергию взаимодействия системы с окружающей средой.

3. Изотермический процесс Т=соnst. При Т=соnst, энергия системы; также величина постоянная ΔU=O, тогда уравнение первого начала термодинамики Q=ΔU+A имеет следующий вид Q=A или Q_T=PΔV

Следовательно, при изотермическом процессе поглощенная теплота (или энергии) расходуется только на совершаемую системой работу, т.е. вся энергия идет на совершение работы системой.

2. Адиабатный процесс, когда Q=0 не расходуется никакой энергии, но процесс идет.

В этом случае уравнение первого начала термодинамики принимает вид: Q=ΔU+A если Q=0 то -ΔU=A это означает, что в адиабатном процессе работа может совершаться , только за счет убыли внутренней энергии системы ( т.е. когда система не отдает теплоту в окружающую среду и не получает ее из окружающей среды- адиабатный процесс)

В зависимости от энергетических потерь процессы могут быть термодинамически обратимыми или необратимыми.

Термодинамически обратимым называется процесс. После которого система и окружающая среда могут возвратиться в первоначальное состояние. В результате такого процесса в окружающей среде могут возвратиться в первоначальное состояние. В результате такого процесса в окружающей среде не происходят никакие изменения и поэтому, отсутствуют всякие энергетические потери и система совершает максимально возможную работу. Процесс же после проведения, которого система и окружающая среда не могут вернуться в первоначальное состояние т.к. его проведение сопряжено с энергетическими потерями, называется термодинамически необратимыми.

47.Двухатомные частицы О₂, [ О₂]^- , [ О₂]⁺ , [ О₂]^-2.