Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
24
Elementytermodynamikichemicznej
dU=Q
el
–p
prac
dV+W
el
(1.14)
Powstawieniuprawejstronywzoru(1.14)dorównania(1.13),otrzymasię
równaniewyrażającepierwszązasadętermodynamikizapomocąfunkcjistanu
–entalpii:
dH=Q
el
+W
el
+Vdp
(1.15)
1i2i5i
Pojemnośćcieplnaukładupodstałymciśnieniem
Jeżeliukładniewymieniazotoczeniemenergiinasposóbpracynieobjętościowej
(W=0)orazjeżeliwukładziezamkniętymniezachodzireakcjachemiczna,to
entalpiaukładujestfunkcjąjedyniedwóchzmiennych,określającychjegostan
termicznyimechaniczny.JakotezmiennenajdogodniejjestprzyjąćTip.Wobec
tegoHjestfunkcjątemperaturyiciśnienia[H=f(T,p)]:
dH=
⎛
⎜
⎝
∂H
∂T
⎞
⎟
⎠
p
dT+
⎛
⎜
⎝
∂H
∂p
⎞
⎟
⎠
T
dp
Ponadtozwzoru(1.15)wynika,przyzałożonychwarunkach,że:
dH=Q
el
+Vdp
(1.16)
Dlaprocesupolegającegonaizobarycznymogrzewaniulubchłodzeniuukładu
dp=0,czyli
dH=
⎛
⎜
⎝
∂T
∂H
⎞
⎟
⎠
p
dT=dQ
p
WewzorzepiszesiędQ
p
,gdyżwtychwarunkachQ
el,p
,jakorównedH,jest
jednoznacznieokreśloneprzezwartościparametrówstanuukładu.Zatem
⎛
⎜
⎝
dQ
dT
⎞
⎟
⎠
p
=
⎛
⎜
⎝
∂H
∂T
⎞
⎟
⎠
p
=C
p
[JlK
–1
]
(1.17)
Pochodna(dQ/dT)
p
wyrażailośćciepła,jakąpobieraukładprzyzmianie
temperaturyo1K,podstałymciśnieniem,czylipojemnośćcieplnąukładupod
stałymciśnieniem,C
p
.
Pojemnośćcieplna1moladanejsubstancjinazywasięciepłemmolowym;
maonosymbolC
p
iwymiarJlmol
–1
lK
–1
.Wpraktyceznaczeniemazmiana
entalpii,aniejejwartościbezwzględne.Ztegowzględuprzyjmujesiępewien
umownyukładodniesieniaopartynazałożeniu,żeentalpiatworzeniasubstancji
prostej(np.H
2
,O
2
),wnajbardziejtrwałejpostaci,wtemperaturze298Kipod
ciśnieniem101,3kPa(warunkistandardowe),jestrównazeru.Ciepłamolowe
wtemperaturze298Kwynosząprzykładowo:dlatlenu(O
2
)29,36,adlaetanu
(C
2
H
6
)52,70Jlmol
–1
lK
–1
.
