Mavzu: kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Termokimyo

Ichki energiya – sistemani tashkil etgan hamma tarkibiy bo‘laklarning bir-biriga ta’sirini potensial energiyasi bilan ularning harakat kinetik energiyalari yig‘indisiga teng.
Termodinamikaning 1-qonuni: energiya yo‘qdan bor bo‘lmaydi yoki abadiy dvigatel yaratib bo‘lmaydi.
∆Q=∆U+A
Bu yerda: Q – berilgan issiqlik miqdori; ΔU – ichki energiya o‘zgarishi; A – bajarilgan ish.
Bu termodinamika birinchi qonunining matematik ifodasidir. Shunday qilib, termodinamik sistemaga berilgan issiqlik miqdori (∆Q) uning ichki energiyasi (∆U) ortishiga va sistemani tashqi kuchlarga nisbatan (A) ish bajarishiga sarf bo‘ladi.
Malumki, barcha jarayonlar sistema energiyasining o‘zgarishi bilan amalga oshadi. Umuman, har qanday jarayonning borishi energiyaning saqlanish qonuniga bo‘ysunadi. Masalan, bir jismga 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.
Jarayonlar (reaksiyalar) o‘zgarmas hajmda borishi mumkin. Bunday jarayonni izoxorik jarayon deyiladi (V = const, ΔV = 0).
Ba’zi jarayonlar o‘zgarmas bosimda borishi mumkin, Bunday jarayonlar izobarik jarayonlar deyiladi (P = const, ΔP = 0).
Izoxorik jarayonda bajarilgan ish A = P ∙ ΔV ekanligini e’tiborga olsak, u holda izoxorik jarayonlarning issiqlik effekti: Q_v = ΔU + P ΔV bo‘lib, A = P ∙ ΔV = 0 bo‘lgani uchun Q_v = ΔU bo‘ladi. Demak, hajm o‘zgarmasdan boradigan jarayonlarning issiqlik effekti shu sistema ichki energiyasining o‘zgarishiga teng. Ichki energiya boshqa turdagi energiyalar singari sistema holatining funksiyasi hisoblanib, sistemaning dastlabki holati bilan oxirgi holatiga bog‘liq:
ΔU = U_ox – U_bosh;
Bu yerda: U_ox va U_bosh – sistemaning oxirgi va dastlabki holatdagi ichki energiyalari, kJ/mol.
Izobarik jarayonlar uchun Q_p = ΔU + PV bo‘ladi. Ularning qiymatlari o‘rniga qo‘yilsa, ΔU = U₂ – U₁ va ΔV = V₂ – V₁ ekanligini e’tiborga olsak, Q_p = (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 sistemaning issiqlik tutumi deyiladi.
Demak, izobar jarayonlarning issiqlik effekti Q_p = ΔH bo‘lib, u sistema entalpiyasining o‘zgarishiga teng:
Q_p = H_ox – H_bosh = ΔH