Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
1.3.Podstawytermochemii
17
JeżeliTiVsąstałe,to
dU=(
∂U
∂ξ)
V7T
dξ
i
dU=Qel=dQ
Stąd
(
dQ
dξ)
V7T
=(
∂U
∂ξ)
V7T
(1.50)
(1.51)
Pochodna(dQ/dξ)V7Tpodajeilośćciepławymienianegozotoczeniemprzezukład,
wktórymzachodzireakcjachemiczna,przyczymzachowanesąwarunkistałościtem-
peraturyiobjętości,aliczbapostępureakcjizmieniasięojednostkę.Jednostkowazmiana
liczbypostępureakcjiodpowiada,jakwiemy,przereagowaniutakichliczbmolicząste-
czekposzczególnychreagentów,jakiesąwspółczynnikiliczbowewrównaniustechio-
metrycznymreakcji.Stądwielkość(dQ/dξ)T7Vmożnautożsamiaćzciepłemreakcji
wstałejobjętościiwstałejtemperaturze,QV7T:
(
dQ
dξ)
V7T
=QV7T=∆Ur
∆Ur=(
∂U
∂ξ)
V7T
[J·mol
11]
(1.52)
(1.53)
Ciepłoreakcji,jakopochodnaenergiiwewnętrznejukładuwzględemliczbypostępu
reakcji,którejwymiaremjest[mol],mawymiar[J·mol11].Należyjednakpamiętać,
żewielkośćtaprzedstawiaefektcieplnytowarzyszącyutworzeniusięniekoniecznie
jednegomola,leczogólnietakichliczbmolicząsteczekproduktów,jakiepodajeprzyjęte
równaniestechiometrycznereakcji(czemuodpowiadawłaśniezmianaliczbypostępu
reakcjiojedność).Ciepłoreakcji
2CO+O2=2CO2
jestwięcdwukrotniewiększeodciepłareakcji
CO+1
2O2=CO2
Określeniewielkości∆Urwymagazatemsprecyzowaniarównaniastechiometrycznego
opisującegorozważanąreakcję.
Wreakcjachegzotermicznychukładwydzielaciepło,azatemwedługprzyjętej
zasadyznakowaniadlareakcjitych∆Ur<0;dlareakcjiendotermicznychnatomiast
∆Ur>0.
Procesy,zjakimispotykamysięwpraktycelaboratoryjnejitechnicznej,przebiegają
zazwyczajwwarunkachstałegociśnienia(wwarunkachizobarycznych),niezaśwsta-
łejobjętości(izochorycznie).Jednakżewprocesachizobarycznychpochodne(∂U/∂T)p
i(∂U/∂ξ)pniemajątakprostegosensufizycznego,jakpodobnepochodneobliczone
przyzałożeniustałejobjętości[wzory(1.37)i(1.53)].Dlauzyskaniapodobniepro-
stychwyrażeńnapojemnośćcieplnąukładupodstałymciśnieniem(Cp)iciepłoreakcji
