Ichki energiya va entalpiya tushunchalar

Ichki energiya va entalpiya tushunchalar

Ma’lumki, barcha jarayonlar sistema energiyasining o'zgarishi bilan amalga oshadi. Umuman, har qanday jarayonning borishi energiyaning saqlanish qonuniga bo'ysunadi. Masalan, birjismga ortiqcha issiqlik berilsa (qizdirilsa), avval jism qiziy boshlaydi, ya’ni uning ichki energiyasi (atom, molekula va boshqa zarrachalar energiyalari yig'indisi) o‘zgaradi, keyinchalik bu jism o'zidan atrof muhitga issiqlik chiqara boshlaydi, ya’ni tashqi muhitga nisbatan ish bajaradi. Bu holatni quyidagicha ifodalash mumkin:

Q = ∆U + A

Bunda: Q — sistemaga berilgan issiqlik miqdori; ∆U — ichki energiyasining o‘zgarishi; A — sistema tomonidan tashqi kuchlarga qarshi bajarilgan ish. Jarayonlar (reaksiyalar) o'zgarmas hajm (V = const, △V = 0) da borishi (izoxor jarayon) yoki o'zgarmas bosim (P = const, ∆P = 0) da (izobar jarayon) borishi mumkin.

A. Izoxor jarayonda bajarilgan ish A = P•∆V ekanligini e’tiborga olsak, u holda izoxor jarayonlarning issiqlik effekti: Qv = ∆U + P∆V bo'lib, A =P•∆V = 0 bo'lgani uchun Qv = ∆U bo'ladi.

Demak, hajm о‘zgarmasdan boradigan jarayonlaming issiqlik effekti shu sistema ichki energiyasining о‘zgarishiga teng. Ichki energiya energiyaning boshqa turlari singari sistema holatining funksiyasi hisoblanib, sistemaning dastlabki holati bilan oxirgi holatiga bog'liq: ∆U = Uox — Ubosh; Uox , Ubosh sistemaning oxirgi va dastlabki holatdagi ichki energiyalari, kJ/mol.

B. Izobar jarayonlar uchun Qp=∆U+P∆V bo‘ladi. Ularning qiymatlari o'rniga qo'yilsa, ∆U=U2—U1 va ∆V=V2—V1 ekanligini e’tiborga olsak, Qp=(U2-U1)+P(V2-V1)= (U2 + PV2) - (U1 + PV1) bo'ladi. Bu ifodadagi(U + PV) yig'indi sistemaning biror holatini belgilab:

(U + PV) = H ga tengdir. Bu yerda H — entalpiya (ya’ni sistemaning— moddaning) doimiy bosimdagi ichki energiyasi deyiladi. Demak, izobarjarayohlarning issiqlik effekti Qp = ± ∆Н bo ‘lib, u sistema entalpiyasining o'zgarishiga teng:

Qp = Hox - Hbosh= ∆H

Har qanday reaksiyaning issiqlik effekti uning qanday va necha bosqichda borganligiga emas, balki moddalarning boshlang'ichva oxirgi holatlariga bog'liqdir. Bu Gess qonuni deyiladi, bu matematik ko'rinishda quyidagicha yoziladi: