Первый закон термодинамики в применении к химическим реакциям

Как известно из раздела 2, количество теплоты, подведенной к рабочему телу, затрачивается на изменение внутренней энергии и на совершение рабо­ты против внешних сил, т.е.

dQ = dU+dL.

В данном случае считалось, что в рабочем теле не происходят химические превращения и изменяются лишь его параметры p, v, T. Протекание хими­ческих реакций связано с изменением состояния атомов в молекулах реаги­рующих веществ. При этом происходит изменение внутренней энергии, ко­торое может проявляться в виде теплоты или работы.

При написании уравнения первого закона термодинамики применительно к химическим реакциям следует учесть следующие особенности.

Все уравнения, как правило, записываются не для 1 кг, а для 1 моля ве­щества. В величину работы реакции А наряду с работой расширения или сжатия входит также работа против электрических, световых, магнитных и других сил, проявляющихся в ходе химической реакции.

С учетом принятых особенностей уравнение первого закона термодина­мики в применении к химическим реакциям будет

, (13.1)

где ∆ U - убыль внутренней энергии системы; Q - теплота реакции, А - рабо­та реакции.

В химической термодинамике принято считать уменьшение внутренней энергии и выделившуюся при этом теплоту экзотермической реакции положительными, а увеличение внутренней энергии и поглощение теплоты (эндотермическая реакция) - отрицательными.

В соответствии с принятыми допущениями уравнение первого закона термодинамики примет вид

(13.2)

или

. (13.3)

Работа реакции равна

(13.3)

где L - работа расширения или сжатия

;

А_х - работа против электрических, световых, магнитных и других сил.

Отсюда

.