Термодинамічні розрахунки ймовірності протікання твердофазних реакцій у процесах спікання металургійної сировини
Практична робота №2Термодинамічні розрахунки ймовірності протікання твердофазних реакцій у процесах спікання металургійної сировиниДо найважливіших величин, що характеризують хімічні системи, відносятся: внутрішня енергія U, ентальпія Н, ентропія S й енергія Гіббса (ізобарно-ізотермічний потенціал) G. Всі ці величини є функціями стану, тобто залежать тільки від стану системи, але не залежать від способу, яким цей стан досягнутий.При екзотермічних реакціях (тепло виділяється) внутрішня енергія системи зменшується (AU<0). Якщо внутрішня енергія системи зростає ( ) , то процес супроводжується поглинанням енергії із зовнішнього середовища (ендотермічні реакції).Якщо в результаті хімічної реакції система поглинула тепло Q і зробила роботу А, то зміна внутрішньої енергії має такий вигляд U = Q - А.Відповідно до закону збереження енергії, U залежить тільки від початкового й кінцевого станів системи, але не залежить від способу здійснення процесу (реакції). Навпроти, Q й А будуть розрізнятися залежно від способу здійснення процесу (функцією стану є тільки різниця Q й А, але не кожна з них окремо).Якщо реакція протікає при постійному об’ємі ( V = 0, ізохорний процес), то робота розширення системи (А = P* V) дорівнює нулю. Якщо при цьому відбуваються й інші види роботи, наприклад електрична, то U = QV, де Qv - тепловий ефект реакції (тобто кількість поглиненою системою теплоти), що протікає при постійному обсязі. Для екзотермічної реакції Qv < 0, для ендотермічної Qv > 0.Для ізобарного процесу ( = 0), більше характерного для хімічних реакцій, зручніше користуватися не U, а Н = U+P V.При постійному тиску Н = U+P V .Якщо при цьому ніякі інші роботи не відбуваються, Н = Q , де Q -тепловий ефект реакції, що протікає при постійному тиску.Стандартний стан речовини при даній температурі - його стан у вигляді чистої речовини при нормальному атмосферному тиску 101325 Па, або .,рт.,ст. стандартні умови протікання реакції —> стандартні зміни відповідних величин U0 і Н0 [кДж].Стандартна ентальпія реакції утворення 1 моля даної речовини із простих речовин звичайно виражається в кДж/моль.Закон Гесса (1840р.): Тепловий ефект хімічної реакції залежить тільки від початкового й кінцевого станів речовин, що беруть участь у реакції, і не залежить від проміжних стадій процесу. Наслідок: Стандартна зміна ентальпії хімічної реакції дорівнює сумі стандартних ентальпій утворення
