Kimyoviy texnologiya

Mavzu: Kimyoviy termodinamika. Gess qonuniga oid masalalar yechish.

1.1. Termodinamikaning I – qonuni.

Bu qonunga muvofiq sistemaga issiqlik (Q) berilsa, u sistemaning ichki energiyasini oshirishga va foydali ish bajarishga sarf bo‘ladi:

(1.1)

yoki

(1.2),

ya’ni ichki energiya sistemaga toshqaridan issiqlik berilganida yoki olinganida va sistema ustidan ish bajarilganida (yoki sistema ish bajarganda) o‘zgaradi. Ichki energiyaning o‘zgarishini bevosita o‘lchash mumkin bo‘lmaganligi uchun (olingan) issiqlik va bajarilgan ishlar yig‘indisini o‘lchab, uning o‘zgarishi aniqlanadi.

Termodinamikaning birinchi qonuni har xil energiya turlarining bir-biriga ekvivalent miqdorlarida aylanishini e’tirof etadi. SHuning uchun ham bu qonun energiyaning saqlanish qonuni deb ataladi.

Har qanday teromodinamik sistema ma’lum miqdordagi energiyaga ega.

Sistemadagi jism energiyasi uning ichki holatiga bog‘liq bo‘lib, o‘sha jismning ichki energiyasi deyiladi. Ichki energiya harfi bilan belgilanadi. Sistemaning ichki energiyasining mutlaq qiymatini aniqlab bo‘lmaydi. Faqat sistemada bir holatdan ikkinchi holatga o‘tgandagi ichki energiyasining o‘zgarish qiymatini hisoblash mumkin. Sistemaning davstlabki holatidagi ichki energiyasini , oxirgi holatdagisini bilan ishoralansa, ular orasidagi farq ichki energiyaning ozgarish qiymatini ko‘rsatadi, ya’ni bo‘ladi.

Ichki energiyaning o‘zgarishi sistemaning holatiga bog‘liq. Sistema isiqlik olganida yoki chiqarganida, yoxud tashqi bosimga qarshi hajmi kengayib ish bajarganida hamda sistema o‘z ichida ish bajarganida uning ichki energiyasi o‘zgaradi.

Sistema tashqaridan energiya olganida uning ichki energiyasi ortadi. Sistema o‘z hajmining ish bajarganida ham sistemaning ichki energiyasi o‘zgaradi. Termodinamikaning birinchi qonuni uchun matematik ifoda dan iborat.

Agar, sistemaning ichki energiyasi kamaysa (<), reaksiya issiqlik chiqishi bilan amalga oshadi (ekzotermik reaksiya). Agar, sistemaning ichki energiyasi ko‘paysa (>), unda jarayon tashqi muhitdan energiya yutilishi bilan sodir bo‘ladi (endotermik reaksiya).

Har xil termodinamik jarayonlarda 1kmol gaz hajmi dan ga o‘zgarganda, sistema bajargan ishining qiymati o‘zgarmas bosimda ()

(1.3)

(1.4)

Izoxor jarayon uchun , ya’ni

; va (1.5)

Izotermik jarayon uchun , ya’ni