Як розрахувати тепловий ефект

поняття теплового ефекта тісно пов`язане з поняттям ентальпії термодинамічної системи. Це теплова енергія, яка може бути перетворена в теплоту при досягненні певної температури і тиску. Ця величина характеризує стан рівноваги системи.

Будь-яка хімічна реакція завжди супроводжується виділенням або поглинанням деякої кількості теплоти. В даному випадку під реакцією мається на увазі вплив реагентів на продукти системи. При цьому виникає теплової ефект, який пов`язаний зі зміною ентальпії системи, а її продукти приймають температуру, яка надається реагентами.

В ідеальних умовах теплової ефект залежить тільки від характеру хімічної реакції. Це такі умови, при яких приймається, що система не робить ніякої роботи, крім роботи розширення, а температури її продуктів і впливають реагентів рівні.

Розрізняють два типи протікання хімічної реакції: Ізохоричний (при постійному обсязі) і ізобарний (при постійному тиску). Формула теплового ефекта виглядає наступним чином: dQ = dU + PdV, де U - енергія системи, P - тиск, V - об`єм.

При Ізохоричний процесі доданок PdV наближається до нуля, оскільки обсяг не змінюється, значить, не відбувається розширення системи, тому dQ = dU. При изобарном процесі тиск постійно, а обсяг збільшується, що означає, що система здійснює роботу розширення. Тому при обчисленні теплового ефекта до зміни енергії самої системи додається енергія, що витрачається на вчинення цієї роботи: dQ = dU + PdV.

PdV - величина постійна, тому її можна внести під знак диференціала, отже dQ = d (U + PV). Сума U + PV повністю відображає стан термодинамічної системи, а також відповідає стану ентальпії. Таким чином, ентальпія є енергія, що витрачається при розширенні системи.

Найбільш часто розраховують теплової ефект двох видів реакцій - утворення сполук і згоряння. Теплота згоряння або освіти - таблична величина, тому тепловий ефект реакції в загальному випадку можна обчислити, підсумувавши теплоти всіх що беруть участь в ній речовин.