10 жаратылыстану-математика бағытындағы 10-сыныбына арналған оқулық 1-бөлім

49-сурет. Дененің ішкі энергиясының белгілі бір жұмыс
жасау арқылы өзгеруі

120

екі шама енгізілген. Тұрақты көлемде жүретін реакцияны ішкі энергия­ мен (U), ал тұрақты қысымда жүретін реакцияны — энтальпиямен (Н) сипаттайды. Жүйенің энтальпиясы (гректің enthalpo — қыздырамын), термодинамикалық жүйенің күйін сипаттайтын энтропия S (бұл ша-маны кейінірек қарастырамыз), қысым p және ішкі энергиямен U байланысты:


H = U + pV

мұндағы V — жүйенің көлемі.

Энтальпия — тұрақты қысымда жылуға айналдыруға болатын энергия.
Химияда көбіне изобаралық процестер (p = const) қарастырылады, жылу эффектісі жүйенің энтальпиясының өзгерісі немесе процестің энтальпиясы деп аталады.


Q_p = ∆H

∆H = ∆U + p∆V

Энтальпияның өлшем бірлігі энергия сияқты кДж. Оның шамасы зат мөлшеріне пропорционал, сондықтан кДж · моль–1-мен өлшенеді.

Сонымен, химиялық реакция мен қоршаған орта арасындағы жылу алмасу энтальпия деп аталады. Энтальпияны дәл өлшеу мүмкін емес болғандықтан, қоршаған ортаның температурасының өзгерісі (∆H) алынады.

Термодинамикалық жүйеде экзотермиялық процесс үшін ∆H < 0, ал эндотермиялық процесс үшін ∆H > 0.

Химиялық реакцияның энтальпиясы көрсетілген теңдеу термо­ химиялық теңдеу деп аталады. Энтальпияның ∆H сандық мәні реакция теңдеуінен кейін үтір арқылы кДж-мен көрсетіледі және әрекеттесетін

заттардың барлығының стехиометриялық коэффи­циенттері­ ескеріледі. Әрекеттесетін заттардың агрегаттық күйлері төменгі оң жағына индекс­ пен жақшаға жазылады: (қ) — қатты, (к) — кристалды, (с) — сұйық, (г) — газ тәрізді, (е) — ерітінді. Мысалы, газ тәрізді H₂ мен Cl₂ әрекет­

тескенде екі моль газ тәрізді HCl түзілді. Реакцияның­ термохимиялық­ теңдеуінің жазылуы:

H₂(г) + Cl₂(г) = 2HCl(г), ∆H° = –184,6 кДж.

Газ тәрізді H₂ мен O₂ әрекеттескенде түзілетін H₂O үш түрлі агрегат­ тық күйде болуы мүмкін, оны энтальпия мәндерінің өзгерісінен көруге болады:

H₂(г) + 1/2O₂(г) = 2H₂O(с), ∆H° = –285,8 кДж.

H₂(г) + 1/2O₂(г) = 2H₂O(г), ∆H° = –241,83 кДж.

121