С. Жайлауов физикалық химия
Qp= реагент- регеант 1 1
жүктеу/скачать 2.46 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Идеал газдың ұлғаю жұмысы.
| Qp= реагент- регеант
1 1 Жану дегеніміз де химиялық реакция, яғни кез келген химия-лық элементтің немесе қосылыстың, тіпті күрделі заттың оттекпен әрекеттесуі. Әрине, бұл химиялық реакцияны тотығу реакциясы дейді, оның салдарынан оксид және көптеген жылу бөлінеді. Жа-ну жылуы деп берілген элемент не күрделі қосылыстың оттекпен 29 әрекеттесуі кезіңде оларға сәйкес жоғары оксид түзілетін реакция-лардың жылу эффектісін айтады. Органикалық косылыстар оттек-пен әрекеттескенде көміртек (IV) оксидін және сұйық не бу (Газ) күйіндегі су, кейде оның құрамында шамалы болса да күкірт, азот, фосфор сияқты элементтер болса, онда соларға сәйкес оксидтер түзіледі. Егер оксидтер құрамында инертті газдар, басқа да қосы-лыстар кездессе, олар жайлы арнайы ескерту айтылады. Жану жылуын сәтті пайдаланып, көптеген химиялық реакцияның жылу-ын есептеуге болады. Ал, жану жылуын пайдаланып, химиялык. реакцияның жылу эффектісін есептеуге Гесс заңы қолданылады, оған бірер мысал келтірейік. (СООН)2 (қ)+2 СН3ОН (с) = (СООСН3)2 (с)+2 Н2О (с) Қатты күйдегі қымыздык қышқылы метил спиртімен әрекеттесіп, эфир және су түзеді. Енді осы реакцияның жылу эффектісін есеп-теу керек. Ол үшін реакцияға қатысатын әрбір қосылыстың жану жылуын табамыз: 1. (СООН)2 (қ) +0,5 02 (г) = 2 СО (г) +Н2О (с) ; НІ = = —60,1 ккал; 2. 2СН3ОН (с)+ЗО2 (г)=2СО2 (г)+4Н2О (с) ; Н11 = = —347,3 ккал; 3. (СООСзНҺ (с)+3,502 (г)=2С02 (г)+ЗН2О (с); ДН111= —401,0 ккал. / Гесс заңына жүгінсек, 'реакцияның жылу эффектісі: Н= Н1+ Н11+ Н111=-60,1 -347,3 + 401,0= -6,4 ккал Идеал газдың ұлғаю жұмысы. Менделеев-Клапейрон теңдеуі-мен күйін өрнектеуге болатын газды идеал газ дейді. Ол ішкі энер-гиясы температураға тәуелді, қысым мен көлемге тәуелсіз газдар туралы тұжырымдалған Гей-Люссак-Джоуль заңына бағынады. Қысым мен көлем ішкі энергияға ешбір өзгеріс енгізбесе, онда жұмыс газдың ұлғаюы кезінде ғана жүреді. Оны бұл топтағы газдармен тығыз байланысы бар кейбір қүбылыстарға арнап, тер-модинамиканың бірінші заңымен ұштастырып, қолдануға болады. Газ көлемі ұлғайғанда шамалы болса да жұмыс істеледі. Жұ-мыстың мөлшері термодинамикалық процесті жүргізу түрі мен әдісіне, жағдайына, сондай-ақ газ көлемінің өзгерісіне байланыс-ты. Ал газ ауасыз, кедергісіз бос орынға ауысса ешбір жүмыссыз-ақ, бос орынды толтырады. Ендеше, газ ұлғаю кезінде жұмыс пай-да болу үшін міндетті түрде кедергіге кездесуі керек екен, яғни газ ұлғаю кезінде кездесетін кедергі көбейген сайын, мұның нәти-жесінде алынатын жұмыс та артады. Гей-Люссак-Джоуль заңы тәжірибе негізінде тұжырымдалса да, оны теориялық тұрғыдан қарастырып, термодинамиканың екш-ші заңы арқылы дәлелдеуге болады. 1809 жылы Гей-Люссак және 1844 жылы Джоуль көптеген тәжірибе жүргізді. Олардың қысқа-ша мазмұны мынадай: Шүмегі бар түтік арқылы жалғасқан екі 30 баллон су құйылған ыдыс ішіне орналасқан. Судың температура-сы термометрмен өлшенеді. Баллонның біреуініқ ішіндегі газдың қысымы р\, ал екіншісі бос, демек р2 = 0- Егер шүмекті ашсак. газ бос баллонға ауысады. Осы сәтте бірінші баллон салқындаса, екш-ші баллон жылынады. Ал газ қысьшы теңелген соң, судың темпе-ратурасы өзінің тәжірибеге дейінгі мәніне қайта келеді. Ендеше, екеуіндегі қысым да, көлем де бірдей, мұндайда ешбір жұмыс іс-телмейді, ягни олардьщ ішкі энергиясы да, жұмыс та нөлге тең. Бұл айтылғандардың бәрі термодинамиканың бірінші заңымен толық үндестік табады. Енді көлденең қимасының ауданы 5 болатын цилиндр ішінде жүретін газдын қайтымды ұлғаюын қарастырайық (5-сурет). Мұн-дағы система қарсы жұмыс істейтін сыртқы қысымды р, поршень-нің шексіз кішкене биіктікке жылжуын dh арқылы белгілеп, пор-шеңь ешбір кедергісіз қозғалады дейік. Егер поршеньді қозғайтын күш қима ауданы мен қысым көбейтіндісіне тен, болса (p•$), осы күштін, атқарар жұмысы: А = рS(dһ, немесе Sdһ көлемнің өзгеруі-не ((IV) тең болғандықтан (18) және көлемнің V1-ден V2-ге дейін өзгергенін ескерсек: 18 (19) Бұл теңдеуді шешу үшін қысымның көлемге тәуелділігін білу керек. Ол үшін изобаралық, изотермалық, адиабаталық және изо-хоралық процестердегі идеал газдардың жұмысын карастырайық. жүктеу/скачать 2.46 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|