Сформулируйте закон Гесса и запишите следствия из закона Гесса. Дайте термодинамическое обоснование закона Гесса.
Решение
Закон Гесса – тепловой эффект химической реакции не зависит от пути протекания процесса, а зависит от начального и конечного состояния системы.
Для термодинамического обоснования закона Гесса применим уравнение первого начала термодинамики для изохорно-изотермического (V, Т = const) и изобарно-изотермического (р, Т = const) процессов:
При изохорно-изотермическом процессе (V, Т = const), первое начало термодинамики:
δQ = dU +pdV
примет вид:
δQV, Т = dU,
так как V = const.
После интегрирования уравнения получим:
Q = U = U2-U1
Следовательно, тепловой эффект химической реакции в изохорно-изотермическом процессе равен изменению внутренней энергии системы в этом процессе.
При изобарно-изотермическом процессе (р, Т = const).
δQ = dU +pdV = d(U+pV)
где U+pV = Н
Н – энтальпия.
δQ = dH
После интегрирования уравнения получаем:
Q = Н2-Н1 =H
Следовательно, тепловой эффект химической реакции в изобарно-изотермическом процессе равен изменению энтальпии системы в этом процессе.
Таким образом, в изохорно-изотермическом и изобарно- изотермическом процессах теплота приобретает свойства функции состояния, то есть ее изменение не зависит от пути процесса, а зависит только от начального и конечного состояния системы