Loven om bevaring av massen av reagerende stoffer. Loven om bevaring av masse av stoffer

I 1748 oppdaget MV Lomonosov (Russland) og i 1789 A. Lavoisier (Frankrike) uavhengig loven om bevaring av massen av stoffer i kjemiske reaksjoner. Denne loven er formulert slik:

Massen til alle stoffer som inngår i en kjemisk reaksjon er lik massen til alle produktene av reaksjonen.

CH 4 + O 2 \u003d CO 2 + H 2 O

I henhold til loven om bevaring av masse:

m(CH4)+ m(O 2) = m(CO 2) + m(H 2 O),

hvor m(CH 4) og m(O 2) - massene av metan og oksygen som reagerte; m(CO 2) og m(H 2 O) - masser karbondioksid og vann dannet som et resultat av reaksjonen.

Bevaring av massen av stoffer i kjemiske reaksjoner forklares av det faktum at antall atomer til hvert element ikke endres før og etter reaksjonen. Under en kjemisk reaksjon skjer bare omorganiseringen av atomer. I en reaksjon, for eksempel i utgangsmaterialene - CH 4 og O 2 - kombineres karbonatomet med hydrogenatomer, og oksygenatomer med hverandre; i molekylene til reaksjonsproduktene - CO 2 og H 2 O - er både karbonatomet og hydrogenatomene kombinert med oksygenatomer. Det er lett å beregne at for å bevare antall atomer til hvert grunnstoff, bør 1 molekyl CH 4 og 2 molekyler O 2 inngå i denne reaksjonen, og som et resultat av reaksjonen, 1 molekyl CO 2 og 2 molekyler av H 2 O skal dannes:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

Dette uttrykket er ligningen kjemisk reaksjon, eller kjemisk ligning.

Tallene foran formlene til stoffer i reaksjonsligningen kalles koeffisienter. I ligningen er koeffisientene foran formlene O 2 og H 2 O lik 2; koeffisientene foran formlene CH 4 og CO 2 er lik 1 (de skrives vanligvis ikke ned).

kjemisk ligning- dette er et uttrykk for en kjemisk reaksjon, hvor formlene til utgangsstoffene (reagenser) og reaksjonsproduktene er skrevet, samt koeffisienter som viser antall molekyler til hvert stoff.

Hvis reaksjonsskjemaet er kjent, må du finne koeffisientene for å lage en kjemisk ligning.

La oss komponere, for eksempel, reaksjonsligningen, som er uttrykt ved følgende skjema:

Al + HCl \u003d AlCl 3 + H 2

I venstre del av diagrammet er atomene og en del av HCl-molekylet i forholdet 1:1; høyre side av skjemaet inneholder 3 kloratomer i sammensetningen av AlC1 3 molekylet og 2 hydrogenatomer i sammensetningen av H 2 molekylet. Minste felles multiplum av 3 og 2 er 6.

Vi skriver koeffisienten "6" før formelen HCl, koeffisienten "2" - før formelen AlC1 3 og koeffisienten "3" - før formelen H;

Al + 6HCl \u003d 2AlCl3 + 3H 2

Siden det nå er 2 atomer på høyre side, skriver vi koeffisienten "2" foran formelen Al på venstre side av diagrammet:

2Al + 6HC1 = 2AlC13 + 3H2

Som et resultat har vi fått ligningen for denne reaksjonen. Koeffisientene i den kjemiske ligningen viser ikke bare antall molekyler, men også antall mol av utgangsmaterialene og reaksjonsproduktene. For eksempel viser denne ligningen at 2 mol aluminium Al og 6 mol går inn i reaksjonen, og som et resultat av reaksjonen dannes det 2 mol aluminiumklorid AlC1 3 og 3 mol hydrogen H 2).

Leksjonens mål:

1. Empirisk bevise og formulere loven om bevaring av masse av stoffer.
2. Gi begrepet en kjemisk ligning som en betinget registrering av en kjemisk reaksjon ved hjelp av kjemiske formler.

Leksjonstype: kombinert

Utstyr: vekt, begerglass, morter og stamper, porselenskopp, spritlampe, fyrstikker, magnet.

Reagenser: parafin, CuSO-løsninger 4 , NaOH, HCl, fenolftalein, jern og svovelpulver.

I løpet av timene.

JEG. organisasjonsstadiet.

II. Målsetting.Melding om emnet og formålet med leksjonen.

III. Sjekker lekser.

Gjennomgå spørsmål:

1. Hvordan er fysiske fenomener forskjellige fra kjemiske?

2. Hva er applikasjonene fysiske fenomener du vet?

3. Hva er tegnene på at en kjemisk reaksjon har funnet sted?

4. Hva er eksoterme og endoterme reaksjoner? Hvilke forhold er nødvendige for at de skal oppstå?

5. Elevene rapporterer resultatene fra hjemmeeksperimentet (nr. 1,2 etter §26)

Trening. Finn en match

1 alternativ - kjemiske fenomener, alternativ 2 - fysisk:

1. smeltende parafin
2. Råtnende planterester
3. Metallsmiing
4. Brennende alkohol
5. Syrende fruktjuice
6. Oppløsning av sukker i vann
7. sverting kobbertråd når den er kalsinert
8. iskaldt vann
9. Syrende melk
10. frostdannelse

IV. Kunnskapsintroduksjon.

1. Loven om bevaring av masse av stoffer.

Problemspørsmål:om massen til reaktantene vil endre seg i forhold til massen til reaksjonsproduktene.

Demonstrasjonseksperimenter:

Læreren setter to kopper på vekten:

en) en med nyutfelt Cu(OH) 2 en annen med HCl-løsning; veier dem, heller løsningene i ett glass, legger det andre ved siden av hverandre, og gutta bemerker at balansen i vektene ikke har blitt forstyrret, selv om reaksjonen har gått, som det fremgår av oppløsningen av bunnfallet;

b) på samme måte utføres også nøytraliseringsreaksjonen - et overskudd av syre fra et annet glass tilsettes til alkaliet farget med fenolftalein.

Videoeksperiment:oppvarming av kobber.

Beskrivelse av eksperimentet:Legg 2 gram knust kobber i en konisk kolbe. Lukk kolben tett med en propp og vei. Husk massen til kolben. Varm opp kolben forsiktig i 5 minutter og observer endringene som skjer. Stopp oppvarmingen, og vei den når kolben er avkjølt. Sammenlign massen til kolben før oppvarming med massen til kolben etter oppvarming.

Konklusjon: Massen til kolben etter oppvarming endret seg ikke.

Ordlyd massebevaringslov:massen av stoffer som har gått inn i reaksjonen er lik massen til de dannede stoffene(elevene skriver ordlyden i en notatbok).

Loven om bevaring av masse ble teoretisk oppdaget i 1748 og eksperimentelt bekreftet i 1756 av den russiske vitenskapsmannen M.V. Lomonosov.

Den franske vitenskapsmannen Antoine Lavoisier i 1789 overbeviste endelig den vitenskapelige verden om universaliteten til denne loven. Både Lomonosov og Lavoisier brukte svært presise skalaer i sine eksperimenter. De varmet opp metaller (bly, tinn og kvikksølv) i forseglede kar og veide utgangsmaterialene og reaksjonsproduktene.

2. Kjemiske ligninger.

Demoeksperiment:Oppvarming av en blanding av jern og svovel.

Beskrivelse av eksperimentet:I en morter, tilbered en blanding av 3,5 gram Fe og 2 gram S. Overfør denne blandingen til en porselenskopp og varm den kraftig på en brennerflamme, observer endringene som skjer. Ta magneten til det dannede stoffet.

Det resulterende stoffet - jern(II)sulfid - er forskjellig fra den opprinnelige blandingen. Verken jern eller svovel kan detekteres visuelt i den. Det er umulig å skille dem med en magnet. En kjemisk transformasjon har funnet sted.

Stoffer som deltar i kjemiske reaksjoner kalles reagenser.

Nye stoffer dannet som følge av en kjemisk reaksjon kalles Produkter.

La oss skrive reaksjonen i form av et diagram:

jern + svovel → jern(II)sulfid

kjemisk ligning– Dette er en betinget registrering av en kjemisk reaksjon gjennom kjemiske formler.

Vi skriver den pågående reaksjonen i form av en kjemisk ligning:

Fe + S → FeS

Regler for kompilering av kjemiske ligninger

(skjermpresentasjon).

1. På venstre side av ligningen skriver du ned formlene for stoffene som kommer inn i reaksjonen (reagenser). Sett deretter en pil.

a) N2 + H2 →

B) Al(OH)3-→

C) Mg + HCl →

D) CaO + HNO3 →

2. På høyre side (etter pilen) skriv ned formlene for stoffene som dannes som følge av reaksjonen (produktene). Alle formler er kompilert i samsvar med graden av oksidasjon.

a) N2 + H2 → NH3

B) Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + H 2 O

C) Mg + HCl → MgCl2 + H2

D) CaO + HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + H 2 O

3. Reaksjonsligningen er satt sammen på grunnlag av loven om bevaring av masse av stoffer, det vil si at venstre og høyre må ha samme antall atomer. Dette oppnås ved å plassere koeffisientene foran formlene til stoffer.

Algoritme for plassering av koeffisienter i ligningen for en kjemisk reaksjon.

2. Bestem hvilket grunnstoff som har et skiftende antall atomer, finn N.O.K.

3. Splitt N.O.K. på indekser – få koeffisienter. Sett koeffisienter foran formler.

5. Det er bedre å starte med O-atomer eller andre ikke-metaller (med mindre O er i sammensetningen av flere stoffer).

A) N 2 + 3H 2 → 2NH 3 b) 2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O

C) Mg + 2HCl → MgCl 2 + H 2 d) CaO + 2HNO 3 → Ca(NO 3) 2 + H 2 O

v. Hjemmelekser.§ 27 (inntil typer reaksjoner); nr. 1 etter §27

VI. Oppsummering av leksjonen. Elevene formulerer konklusjoner om leksjonen.

I leksjon 11 "" fra kurset " Kjemi for dummies» vi vil finne ut av hvem og når loven om bevaring av masse av stoffer ble oppdaget; vi skal gjøre oss kjent med kjemiske ligninger og lære hvordan du plasserer koeffisientene riktig i dem.

Så langt, når man vurderer kjemiske reaksjoner vi ga dem oppmerksomhet kvalitet side, dvs. på hvordan og under hvilke forhold utgangsmaterialene omdannes til reaksjonsprodukter. Men i kjemiske fenomener er det en annen side - kvantitativ.

Forandres massen av stoffer som inngår i en kjemisk reaksjon? På jakt etter et svar på dette spørsmålet, den engelske vitenskapsmannen R. Boyle tilbake på 1600-tallet. utført mange eksperimenter på kalsinering av bly i forseglede kar. Etter endt forsøk åpnet han karene og veide reaksjonsproduktene. Som et resultat kom Boyle til den konklusjon at massen til stoffet etter reaksjonen er større enn massen til det opprinnelige metallet. Han forklarte dette ved å feste noe "ildstoff" til metallet.

R. Boyles eksperimenter med kalsinering av metaller ble gjentatt av den russiske vitenskapsmannen M.V. Lomonosov i 1748. Han utførte kalsineringen av jern i en spesiell kolbe (retort) (fig. 56), som var hermetisk forseglet. I motsetning til Boyle, forlot han replikken forseglet etter reaksjonen. Veiing av retorten etter reaksjonen viste at massen ikke endret seg. Dette indikerte at selv om en kjemisk reaksjon hadde funnet sted mellom metallet og stoffet i luften, var summen av massene til utgangsstoffene lik massen til reaksjonsproduktet.

M. V. Lomonosov konkluderte: " Alle endringer som skjer i naturen er essensen av en slik tilstand at hvor mye av det som tas bort fra en kropp, så mye vil bli lagt til en annen, så hvis noen få ting avtar et sted, vil det formere seg et annet sted.».

I 1789 beviste den franske kjemikeren A. Lavoisier at kalsinering av metaller er prosessen med deres interaksjon med en av bestanddeler luft - oksygen. Basert på verkene til M. V. Lomonosov og A. Lavoisier loven om bevaring av masse av stoffer i kjemiske reaksjoner.

Massen av stoffer som gikk inn i en kjemisk reaksjon er lik massen av stoffer som dannes som følge av reaksjonen.

I kjemiske reaksjoner forsvinner ikke atomer sporløst og oppstår ikke fra ingenting. Antallet deres forblir uendret. Og siden de har konstant masse , da forblir også massen av stoffene som dannes av dem konstant.

Loven om bevaring av masse av stoffer kan verifiseres eksperimentelt. For å gjøre dette, bruk enheten vist i figur 57, a, b. Hoveddelen er et to-bens reagensrør. I det ene kneet heller vi kalkvann, i det andre - en løsning av kobbersulfat. Vi balanserer enheten på vekten, og blander deretter begge løsningene i ett kne. Samtidig vil vi se at et blått bunnfall av et nytt stoff faller ut. Dannelsen av et bunnfall bekrefter at en kjemisk reaksjon har funnet sted. Massen til enheten forblir den samme. Dette betyr at massen av stoffer som følge av en kjemisk reaksjon ikke endres.

Loven er viktig for en riktig forståelse av alt som skjer i naturen: ingenting kan forsvinne sporløst og oppstå fra ingenting.

Kjemiske reaksjoner kan representeres ved hjelp av kjemisk formelspråk. Kjemiske grunnstoffer representerer kjemiske symboler, sammensetningen av stoffer er skrevet ved hjelp av kjemiske formler, kjemiske reaksjoner uttrykkes ved hjelp av kjemiske ligninger, dvs. akkurat som ord er bygd opp av bokstaver, er setninger bygd opp av ord.

Kjemisk reaksjonsligning (kjemisk likning)- dette er en betinget registrering av reaksjonen ved bruk av kjemiske formlerog tegnene "+" og "=".

Loven om bevaring av masse av stoffer i kjemiske reaksjoner må også overholdes ved kompilering ligninger av kjemiske reaksjoner. Som i matematiske ligninger, i ligningene for kjemiske reaksjoner er det en venstre side (hvor formlene til utgangsstoffene er skrevet) og en høyre side (hvor formlene til reaksjonsproduktene er skrevet). For eksempel (fig. 58):

Når du skriver ligningene for kjemiske reaksjoner, forbinder "+" (pluss)-tegnet formlene til stoffer i venstre og riktige deler ligninger. Siden massen av stoffer før reaksjonen er lik massen til de dannede stoffene, brukes tegnet "=" (lik), som forbinder venstre og høyre side av ligningen. For å utjevne antall atomer i venstre og høyre del av ligningen, brukes tallene foran formlene til stoffer. Disse tallene kalles koeffisienter til kjemiske ligninger og vis antall molekyler eller formelenheter. Siden 1 mol av ethvert stoff består av samme nummer strukturelle enheter(6,02 * 10 23), deretter koeffisientene viser også de kjemiske mengdene til hvert av stoffene:

Når man skriver kjemiske ligninger, brukes også spesielle tegn, for eksempel tegnet "↓", som indikerer at stoffet danner et bunnfall.

For å bruke forhåndsvisningen av presentasjoner, opprett en Google-konto (konto) og logg på: https://accounts.google.com

Bildetekster:

Forhåndsvisning:

Leksjonsemne: " Kjemiske ligninger. Loven om bevaring av masse av stoffer "

Leksjonstype: Oppdagelse av ny kunnskap

Hovedmålene med leksjonen:

1) Introduser elevene til tegn og betingelser for kjemiske reaksjoner

2) Empirisk bevise og formulere loven om bevaring av materiemasse

3) Gi begrepet en kjemisk ligning som en betinget registrering av en kjemisk reaksjon ved bruk av kjemiske formler

4) Begynn å bygge ferdigheter i å skrive kjemiske ligninger

Demonstrasjonsmateriell og utstyr:vekter, begre, reagenser (CuSO 4, NaOH, HCl, CaCO3 , fenolftalein, Ba Cl 2, H 2 SO 4 ), datamaskin, projektor, lerret, presentasjon)

I løpet av timene

1. Selvbestemmelse til læringsaktiviteter:

Mål:

Skape motivasjon for læringsaktiviteter ved å oppdatere indre motiver (jeg kan og vil)

Bestem innholdet i leksjonen med elevene

Organisasjon pedagogisk prosess på trinn 1

1. Som vi allerede vet, er kjemi vitenskapen om stoffer. Hva vet vi allerede om stoffer? Er denne kunnskapen nok til at vi kan svare på alle spørsmålene som interesserer oss? Kan vi svare på spørsmålet om hvordan omdanningene av stoffer skjer? Hva er lovene for kjemiske reaksjoner? Hva synes du om dagens leksjon?
2. Ikke sant! I dag skal vi gå med deg til fantastisk verden kjemiske transformasjoner! Og kunnskapen vi har fått tidligere i kjemitimene vil hjelpe oss med dette.

2. Oppdatere kunnskap og fikse individuelle problemer i en prøvehandling:

Mål:

Gjennomgå materialet dekket i forrige leksjon

Organisere uavhengig utførelse prøvehandling og fikse vanskelighetene som har oppstått

Organisering av utdanningsprosessen på trinn 2

1. Tidligere har vi lært at alle fenomener i naturen kan deles inn i to grupper. Hva er disse gruppene? La oss huske med deg hvordan noen fenomener skiller seg fra andre og gi eksempler (lysbilde)

En elev ved tavlen fullfører oppgaven. Spillet "Tic-tac-toe". Du bør angi vinnerbanen, som kun består av kjemiske fenomener (lysbilde).

Hva er et annet ord for kjemiske fenomener? (Kjemiske reaksjoner)

Vet vi alle om kjemiske reaksjoner? (Ikke)

1. I dag i leksjonen skal vi fortsette å studere kjemiske reaksjoner. Jeg foreslår å begynne vår reise inn i verden av kjemiske transformasjoner.
2. Som du helt riktig påpekte, kjennetegn forløpet av en kjemisk reaksjon er dannelsen av et nytt stoff -reaksjonsprodukt- besitte andre eiendommer som de ikke haddeutgangsmaterialer.
3. Hva er alltid ledsaget av dannelsen av et nytt stoff? (tegn på en kjemisk reaksjon)
4. Nå vil vi igjen trenge kunnskapen vi har fått tidligere. La oss huske hvilke tegn på kjemiske reaksjoner vi allerede kjenner og prøve å demonstrere dem.

Sammen med elevene viser læreren forsøk i prøverør. Elevene navngir de observerte tegnene som vises samtidig på lysbildet.

Nedbør (CuSO 4 og NaOH)

Oppløsning av bunnfallet (Cu(OH) 2 og HCl)

Fargeforandring (NaOH og fenolftalein)

Gassutvikling (CaCO 3 og H 2 SO 4 )

Emisjon av varme, lys (forbrenningsreaksjon)

1. Hvilken konklusjon kan vi trekke av det vi ser? (Forløpet av en kjemisk reaksjon kan bedømmes ut fra utseendet til ytre tegn).
2. Jeg foreslår at du reflekterer over en av følgende kjemiske reaksjoner på et stykke papir. Beskriv hva som skjer i reagensrøret ved hjelp av kjemiske formler og matematiske symboler.
3. La oss se på oppføringene dine, vurdere alternativene som er mottatt. Hvorfor er det ulike alternativer?

3. Identifisering av sted og årsak til vanskeligheten og å sette målet for aktiviteten

Mål:

1. korrelere prøvehandlingen med eksisterende kunnskap, ferdigheter og evner til elevene
2. bli enige om emnet og individuelle mål for leksjonen

Organisering av utdanningsprosessen på trinn 3

1. 1) La oss se hvorfor ikke alle klarte å registrere en kjemisk reaksjon? Hvordan var denne oppgaven forskjellig fra tidligere?
2. 2) Så, hva er målene for leksjonen i dag?
3. Vet du navnet på en post som gjenspeiler essensen av en kjemisk reaksjon?
4. Hvordan formulerer vi temaet for dagens leksjon?

4. Bygge et prosjekt for å komme ut av en vanskelighet

Mål:

1. legge forholdene til rette for at elevene kan ta et bevisst valg av en ny måte å tilegne seg kunnskap gjennom et eksperiment

Organisering av utdanningsprosessen på trinn 4

1. Så vi kan beskrive en kjemisk reaksjon ved å bruke kjemiske formler og tegn hvis vi kjenner mekanismen for transformasjonen av ett stoff til et annet. For å løse dette problemet foreslår jeg vitenskapelig oppdagelse! Og for dette vil vi gå til det fjerne 1700-tallet, til laboratoriet til den store russiske forskeren M.V. Lomonosov (lysbilde), som, som deg og meg, ble forundret over det samme spørsmålet: "Hvordan blir noen stoffer til andre, og hva skjer med massen av stoffer? Vil massen til utgangsmaterialene være lik massen til produktene fra reaksjonen?
2. Fortell meg, hvordan fikk vi ny kunnskap tidligere? (Vi brukte en lærebok, tabeller, presentasjoner osv.)
3. Er det mulig å gjennomføre et eksperiment for å få ny kunnskap? (Ja)

5. Gjennomføring av det oppførte prosjektet

Mål:

Gjennomfør et eksperiment for å oppdage ny kunnskap

Oppsummer observasjoner og trekk foreløpige konklusjoner

Organisering av utdanningsprosessen på trinn 5

1. Jeg foreslår å gjennomføre et eksperiment: (læreren inviterer studenten til laboratoriebordet)
2. Vi setter to kopper på veieplattformen - en med en løsning av BaCl 2 , en annen med løsning H 2 SO 4 . Marker posisjonen til skalapilen med en markør. Vi slår sammen løsningene i ett glass, og legger det tomme ved siden av.
3. Fortsatte reaksjonen da de to løsningene ble kombinert? (Ja)
4. Hva vitner om dette? (Danning av et hvitt bunnfall)
5. Endret avlesningene til instrumentpekeren seg samtidig? (Ikke)
6. Hvilken konklusjon kan vi trekke? Er massen til de resulterende reaksjonsproduktene forskjellig fra massen til utgangsmaterialene? (Ikke)
7. Lomonosov kom også til denne konklusjonen, som fra 1748 til 1756 gjorde en god jobb og eksperimentelt beviste at massen av stoffer før og etter reaksjonen forblir uendret. Eksperimentene hans var basert på reaksjonen av interaksjonen mellom metaller og oksygen fra luften under kalsinering. Nå skal vi se en video som illustrerer et slikt eksperiment. (lysbildevideo)

Gutter, hvilken konklusjon kan vi trekke nå? (Massen av stoffer før reaksjonen er lik massen av stoffer etter reaksjonen)

Denne uttalelsen er loven om bevaring av massen av stoffer. (Formulering på lysbildet). Nå kan vi avklare hvordan temaet for dagens leksjon vil høres helt ut? (Kjemiske ligninger. Loven om bevaring av masse av stoffer)

La oss gå til læreboken (s. 139) og lese opp formuleringen av loven om bevaring av massen av stoffer.

Hva skjer med stoffer under en kjemisk reaksjon? Er nye atomer dannet kjemiske elementer? (Nei, de er ikke dannet. Bare omorganiseringen deres skjer!)

Og hvis antall atomer før og etter reaksjonen forblir uendret, så deres Total vekt er også uendret. Vi vil bekrefte gyldigheten av denne konklusjonen ved å se videoen (lysbildeanimasjon)

Nå, når vi kjenner loven om bevaring av massen av stoffer, kan vi reflektere essensen av kjemiske reaksjoner ved å bruke de kjemiske formlene til forbindelser.

Gutter, hvordan er det vanlig å kalle en betinget registrering av en kjemisk reaksjon ved å bruke kjemiske formler og matematiske tegn? (Kjemisk ligning) (lysbilde)

La oss prøve å beskrive eksperimentet med kalsinering av kobber som ble sett i videoen. (eleven ved tavlen skriver reaksjonsligningen).

På venstre side av ligningen skriver vi ned startstoffene (formler for stoffene som reagerte). Hvilke stoffer interagerer? (Kobber og oksygen). Som vi husker, erstattes «AND»-foreningen i matematikk med et «pluss»-tegn (vi forbinder startstoffene med et «pluss»-tegn) På høyre side skriver vi ned reaksjonsproduktene. (Kobber II-oksid). Vi setter en pil mellom delene:

Cu + O 2 \u003d CuO

Så enkelt og vakkert. men ... respektløs overfor loven om bevaring av massen av stoffer. Er det observert i denne saken? (Nei!) Er massene av stoffer like før og etter reaksjonen? (Ikke).

Hvor mange oksygenatomer er det på venstre side? (2) , men til høyre? (en). Derfor, før kobberoksidformelen, må vi sette 2! - utjevne oksygen.

Men .. Nå er likestillingen for kobber brutt. Selvfølgelig må du også sette 2 foran kobberformelen.

Har vi utjevnet antall atomer til hvert grunnstoff på venstre og høyre side? (Ja!)

Fikk du likestilling? (Ja)

Hva heter en slik plate? (ved kjemisk ligning)

6. Primær konsolidering med uttale under ytre tale:

Mål:

Lag betingelser for å fikse det studerte materialet i ekstern tale

- La oss øve på å skrive ligningene for en kjemisk reaksjon og prøve å lage en handlingsalgoritme. (en elev ved tavlen lager en ligning for en kjemisk reaksjon)

1. La oss skrive reaksjonen for dannelsen av ammoniakk fra et molekyl av hydrogen og nitrogen.

1. På venstre side av ligningen skriver vi ned formlene til stoffene som har reagert (reagenser). Så legger vi en pil:

H2 + N2 →

1. På høyre side (etter pilen) skriver vi ned formlene for stoffene som dannes som følge av reaksjonen (produktene).

H 2 + N 2 → NH 3

1. Reaksjonsligningen er basert på loven om bevaring av masse.
2. Bestem hvilket grunnstoff som har et skiftende antall atomer? finn det minste felles multiplum (LCM), del LCM med indekser - vi får koeffisientene.
3. Vi setter ned koeffisientene foran formlene til forbindelsene.
4. Vi beregner antall atomer på nytt, om nødvendig, gjenta trinnene.

3H2 + N2 → 2NH3

6. Selvstendig arbeid med selvtest i henhold til standarden:

Mål:

Oppmuntre elevene til å fullføre oppgaver på egenhånd ny måte egenkontrollaktiviteter.

Organiser barnas egenvurdering av riktigheten av oppgaven (om nødvendig, retting av mulige feil)

Organisering av utdanningsprosessen på trinn 6

1. Klar til å prøve deg? Lag deretter din egen ligning for den kjemiske reaksjonen av vanndannelse, og plasser de manglende koeffisientene i ligningen

(lysbildeanimasjon) - et eksempel på dannelsen av vann.

(de første stoffene vises på skjermen - et hydrogenmolekyl og et oksygenmolekyl, deretter vises reaksjonsproduktet - et vannmolekyl)

Sjekk (manglende koeffisienter vises på skjermen i reaksjonsligningen)

Hvem har problemer? Hva er fortsatt uklart?

7. Refleksjon av pedagogisk aktivitet i timen

Mål:

Fix i tale nye termer (kjemisk reaksjon, kjemisk ligning) og formuleringen av loven om bevaring av masse

Fiks uløste vanskeligheter i leksjonen som en retning for fremtidige læringsaktiviteter

Vurder din egen aktivitet i leksjonen

Koordinere lekser

Organisering av utdanningsprosessen på trinn 7

Hva handlet dagens leksjon om? Hva var temaet for leksjonen? Hvilke mål har vi satt oss og har vi nådd dem?

Hvor kan vi bruke det vi har lært i dag?

Hvilke vanskeligheter oppsto? Klarte du å overvinne dem? Hva forble uklart?

Hvem sitt arbeid i leksjonen vil du fremheve? Hvordan vurderer du arbeidet ditt?

Hjemmelekser:

S. 27, eks. 1, 2. Øvelser på kort (ved neste leksjon gjør elevene en selvtest i henhold til standard lysbilde på skjermen).

Loven om bevaring av masse.

Massen av stoffer som inngår i en kjemisk reaksjon er lik massen av stoffer som dannes som et resultat av reaksjonen.

Loven om bevaring av masse er et spesielt tilfelle av den generelle naturloven - loven om bevaring av materie og energi. Basert på denne loven kan kjemiske reaksjoner vises ved hjelp av kjemiske ligninger, ved å bruke de kjemiske formlene for stoffer og støkiometriske koeffisienter som gjenspeiler de relative mengder (antall mol) av stoffene som er involvert i reaksjonen.

For eksempel er forbrenningsreaksjonen av metan skrevet som følger:

Loven om bevaring av masse av stoffer

(M.V. Lomonosov, 1748; A. Lavoisier, 1789)

Massen til alle stoffer som er involvert i en kjemisk reaksjon er lik massen til alle produktene av reaksjonen.

Den atom-molekylære teorien forklarer denne loven som følger: som et resultat av kjemiske reaksjoner forsvinner ikke atomer og oppstår ikke, men de omorganiseres (dvs. en kjemisk transformasjon er prosessen med å bryte noen bindinger mellom atomer og dannelsen av andre, som et resultat av hvilke molekylene til de opprinnelige stoffene, molekyler av reaksjonsprodukter oppnås). Siden antall atomer før og etter reaksjonen forblir uendret, bør deres totale masse heller ikke endres. Masse ble forstått som en mengde som karakteriserer mengden materie.

På begynnelsen av 1900-tallet ble formuleringen av loven om bevaring av masse revidert i forbindelse med fremkomsten av relativitetsteorien (A. Einstein, 1905), ifølge hvilken massen til et legeme avhenger av dets hastighet og , derfor karakteriserer ikke bare mengden av materie, men også dens bevegelse. Energien E mottatt av kroppen er relatert til økningen i dens masse m ved forholdet E = m c 2 , der c er lysets hastighet. Dette forholdet brukes ikke i kjemiske reaksjoner, fordi 1 kJ energi tilsvarer en masseendring på ~10 -11 g og m kan vanskelig måles. PÅ kjernefysiske reaksjoner, hvor Е er ~10 6 ganger større enn i kjemiske reaksjoner, bør m tas i betraktning.

Basert på loven om bevaring av masse, er det mulig å lage ligninger for kjemiske reaksjoner og bruke dem til å gjøre beregninger. Det er grunnlaget for kvantitativ kjemisk analyse.

Loven om komposisjonens konstanthet

Lov om komposisjonskonstans ( J.L. Proust, 1801 -1808.) - enhver spesifikk kjemisk ren forbindelse, uavhengig av fremgangsmåten for dens fremstilling, består av det samme kjemiske elementer, og forholdene mellom massene deres er konstante, og relative tall dem atomer uttrykt som hele tall. Dette er en av de grunnleggende lovene kjemi.

Loven om konstans av sammensetning holder ikke for berthollids(forbindelser med variabel sammensetning). Konvensjonelt, for enkelhets skyld, er sammensetningen av mange berthollider registrert som konstant. For eksempel komposisjonen jern(II)oksid skrives som FeO (i stedet for den mer presise formelen Fe 1-x O).

Lov om flere forhold

Loven om flere forholdstall er en av støkiometrisk lover kjemi: hvis to stoffer (enkel eller kompleks) danner mer enn én forbindelse med hverandre, så er massene til ett stoff per samme masse av et annet stoff relatert til hele tall, vanligvis liten.

Eksempler

1) Sammensetningen av nitrogenoksider (i masseprosent) uttrykkes neste tall:

Ved å dele tallene på nederste rad med 0,57 ser vi at de er relatert til 1:2:3:4:5.

2) Kalsiumklorid dannes med vann 4 krystallinsk hydrat, hvis sammensetning er uttrykt ved formlene: CaCl 2 H 2 O, CaCl 2 2H 2 O, CaCl 2 4H 2 O, CaCl 2 6H 2 O, dvs. i alle disse forbindelsene er massen av vann per CaCl-molekyl 2 relatert som 1:2:4:6.

Loven om volumetriske forhold

(Gay-Lussac, 1808)

"Volumene av gasser som går inn i kjemiske reaksjoner og volumene av gasser som dannes som et resultat av reaksjonen er relatert til hverandre som små heltall."

Konsekvens. Støkiometriske koeffisienter i ligningene for kjemiske reaksjoner for molekyler av gassformige stoffer viser i hvilke volumforhold gassformige stoffer reagerer eller oppnås.

2CO + O 2  2CO 2

Når to volumer karbonmonoksid (II) oksideres med ett volum oksygen, dannes det 2 volumer karbondioksid, d.v.s. volumet av den innledende reaksjonsblandingen reduseres med 1 volum.

b) Ved syntese av ammoniakk fra grunnstoffene:

n 2 + 3t 2  2nh 3

Ett volum nitrogen reagerer med tre volum hydrogen; i dette tilfellet dannes 2 volumer ammoniakk - volumet av den innledende gassformige reaksjonsmassen vil reduseres med 2 ganger.

Klaiperon-Mendeleev ligning

Hvis vi skriver den kombinerte gassloven for en hvilken som helst masse av en hvilken som helst gass, får vi Claiperon-Mendeleev-ligningen:

hvor m er massen av gass; M er molekylvekten; p - trykk; V - volum; T - absolutt temperatur (°K); R er den universelle gasskonstanten (8,314 J / (mol K) eller 0,082 l atm / (mol K)).

For en gitt masse av en bestemt gass er m/M-forholdet konstant, så den kombinerte gassloven er utledet fra Claiperon-Mendeleev-ligningen.

Hvilket volum vil ta opp ved en temperatur på 17 ° C og et trykk på 250 kPa karbonmonoksid (II) som veier 84 g?

Antall mol CO er:

 (CO) \u003d m (CO) / M (CO) \u003d 84 / 28 \u003d 3 mol

CO-volum ved n.c. er

3 22,4 l = 67,2 l

Fra den kombinerte gassloven til Boyle-Mariotte og Gay-Lussac:

(P V) / T = (P 0 V 0) / T 2

V (CO) \u003d (P 0 T V 0) / (P T 0) \u003d (101,3 (273 + 17) 67,2) / (250 273) \u003d 28,93 l

Den relative tettheten av gasser viser hvor mange ganger 1 mol av en gass er tyngre (eller lettere) enn 1 mol av en annen gass.

D A(B) = (B)  (A) = M (B) / M (A)

Den gjennomsnittlige molekylvekten til en blanding av gasser er lik den totale massen av blandingen delt på det totale antallet mol:

M cf \u003d (m 1 + .... + m n) / ( 1 + .... +  n) \u003d (M 1 V 1 + .... M n V n) / ( 1 + .. .. +  n)

LOV OM ENERGIsparing : i isolasjon. energien til systemet forblir konstant, bare overganger av en type energi til en annen er mulig. I termodynamikken for energibevaring tilsvarer loven termodynamikkens første lov, som uttrykkes ved ligningen Q \u003d DU + W, hvor Q er antall varme som kommuniseres til systemet, DU er endringen i ekst. energien til systemet, W er arbeidet som gjøres av systemet. Et spesielt tilfelle av loven om bevaring av energi er den hessiske loven.

Energibegrepet ble revidert i forbindelse med fremkomsten av relativitetsteorien (A. Einstein, 1905): den totale energien E er proporsjonal med massen m og er relatert til den ved forholdet E = mc2, hvor c er lysets hastighet. Derfor kan massen uttrykkes i energienheter og formulere en mer generell lov om bevaring av masse og energi: i iso-lyre. I et system er summen av masser og energi konstant, og bare transformasjoner i strengt ekvivalente forhold av noen former for energi til andre og tilsvarende relaterte endringer i masse og energi er mulig.

Loven om ekvivalenter

stoffer interagerer med hverandre i mengder som er proporsjonale med deres ekvivalenter. Når du løser noen problemer, er det mer praktisk å bruke en annen formulering av denne loven: massene (volumene) av stoffer som reagerer med hverandre er proporsjonale med deres ekvivalente masser (volumer).

ekvivalenter: kjemiske elementer kombineres med hverandre i strengt definerte mengder som tilsvarer deres ekvivalenter. Det matematiske uttrykket for ekvivalentloven har neste visning: der m1 og m2 er massene til reagerende eller dannede stoffer, er m ekvivalent (1) og m ekv (2) de ekvivalente massene til disse stoffene.

For eksempel: en viss mengde metall, hvis ekvivalentmasse er 28 g / mol, fortrenger 0,7 liter hydrogen fra syren, målt ved normale forhold. Bestem massen til metallet. Løsning: å vite at det ekvivalente volumet av hydrogen er 11,2 l / mol, er det en andel: 28 g metall tilsvarer 11,2 liter hydrogen x g metall tilsvarer 0,7 liter hydrogen. Deretter x \u003d 0,7 * 28 / 11,2 \u003d 1,75 g.

For å bestemme den ekvivalente eller ekvivalente massen, er det ikke nødvendig å fortsette fra kombinasjonen med hydrogen. De kan bestemmes av sammensetningen av forbindelsen til et gitt grunnstoff med et hvilket som helst annet, ekvivalenten som er kjent.

For eksempel: når 5,6 g jern ble kombinert med svovel, ble det dannet 8,8 g jernsulfid. Det er nødvendig å finne den ekvivalente massen av jern og dens ekvivalent, hvis det er kjent at den ekvivalente massen av svovel er 16 g/mol. Løsning: fra betingelsene for problemet følger det at i jernsulfid utgjør 5,6 g jern 8,8-5,6 = 3,2 g svovel. I henhold til loven om ekvivalenter er massene av vekselvirkende stoffer proporsjonale med deres ekvivalente masse, det vil si at 5,6 g jern tilsvarer 3,2 g svovelmekv (Fe) tilsvarer 16 g/mol svovel. Det følger herfra at m3KB(Fe) = 5,6*16/3,2=28 g/mol. Jernekvivalenten er: 3=mekv(Fe)/M(Fe)=28 g/mol:56 g/mol=1/2. Derfor er ekvivalenten av jern 1/2 mol, det vil si at 1 mol jern inneholder 2 ekvivalenter.

Avogadros lov

Konsekvenser av loven

Den første konsekvensen av Avogadros lov: ett mol av en hvilken som helst gass under samme forhold opptar samme volum.

Spesielt, under normale forhold, dvs. ved 0 ° C (273 K) og 101,3 kPa, er volumet av 1 mol gass 22,4 liter. Dette volumet kalles det molare volumet av gass V m . Du kan beregne denne verdien på nytt til andre temperaturer og trykk ved å bruke Mendeleev-Clapeyron-ligningen:

.

Den andre konsekvensen av Avogadros lov: den molare massen til den første gassen er lik produktet av den molare massen til den andre gassen og den relative tettheten til den første gassen i henhold til den andre.

Denne posisjonen var av stor betydning for utviklingen av kjemi, siden den gjør det mulig å bestemme delvekten til kropper som er i stand til å gå over i en gassformig eller dampformig tilstand. Hvis gjennom m vi betegner den delvise vekten av kroppen, og gjennom d er dens egenvekt i damptilstand, deretter forholdet m / d bør være konstant for alle kropper. Erfaring har vist at for alle legemer som er studert, som går over i damp uten dekomponering, er denne konstanten lik 28,9, hvis vi, når vi bestemmer delvekten, går ut fra luftens egenvekt, tatt som en enhet, men denne konstanten vil være lik 28,9. 2, hvis vi tar egenvekten til hydrogen som en enhet. Angir denne konstanten, eller, hva som er den samme, delvolumet som er felles for alle damper og gasser gjennom FRA, har vi fra formelen på den annen side m = dC. Siden den spesifikke vekten til damp lett kan bestemmes, erstatter du verdien d i formelen vises også den ukjente delvekten til den gitte kroppen.

Termokjemi

Termisk effekt av en kjemisk reaksjon

fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Termisk effekt av en kjemisk reaksjon eller endring entalpi system på grunn av forekomsten av en kjemisk reaksjon - mengden varme relatert til endringen i den kjemiske variabelen mottatt av systemet der den kjemiske reaksjonen fant sted og reaksjonsproduktene tok temperaturen til reaktantene.

For at den termiske effekten skal være en mengde som kun avhenger av arten av den pågående kjemiske reaksjonen, må følgende betingelser være oppfylt:

Reaksjonen må foregå enten ved konstant volum Q v (isokorisk prosess), eller ved konstant trykk Q p( isobarisk prosess).

Det arbeides ikke i systemet, bortsett fra utvidelsesarbeidet som er mulig med P = konst.

Hvis reaksjonen utføres under standardbetingelser ved T \u003d 298,15 K \u003d 25 ° C og P \u003d 1 atm \u003d 101325 Pa, kalles den termiske effekten standard termisk effekt av reaksjonen eller standardentalpien for reaksjonen Δ H r O. I termokjemi beregnes den standard termiske effekten av en reaksjon ved å bruke standardentalpier for formasjon.

Standard formasjonsentalpi (standard formasjonsvarme)

Standard formasjonsvarme forstås som varmeeffekten av reaksjonen ved dannelse av en mol av et stoff fra enkle stoffer, dens komponenter, som er stabile standard stater.

For eksempel er standardentalpien for dannelse 1 mol metan fra karbon og hydrogen lik reaksjonsvarmen:

C (tv) + 2H 2 (g) \u003d CH 4 (g) + 76 kJ / mol.

Standardentalpien for formasjon er betegnet Δ H fO . Her betyr indeksen f dannelse (utdanning), og den utstrekede sirkelen, som ligner Plimsol-skiven - som verdien refererer til standard tilstand stoffer. I litteraturen finnes ofte en annen betegnelse for standardentalpien - ΔH 298,15 0 , hvor 0 indikerer at trykket er lik en atmosfære (eller, noe mer presist, til standardbetingelsene ), og 298,15 er temperaturen. Noen ganger brukes indeks 0 for mengder relatert til Ren substans, som fastsetter at det kun er mulig å angi standard termodynamiske mengder med det når det er et rent stoff som er valgt som standardtilstand . Standarden kan også tas for eksempel materiens tilstand i ekstremt fortynnet løsning. "Plimsol-disk" betyr i dette tilfellet den faktiske standardtilstanden for materie, uavhengig av valg.

Dannelsesentalpien for enkle stoffer tas lik null, og nullverdien til dannelsesentalpien refererer til aggregeringstilstanden, som er stabil ved T = 298 K. For eksempel, for jod i krystallinsk tilstand Δ H I2(tv) 0 = 0 kJ/mol, og for væske jod Δ H I2(l)0 = 22 kJ/mol. Entalpiene for dannelse av enkle stoffer under standardforhold er deres viktigste energiegenskaper.

Den termiske effekten av enhver reaksjon er funnet som forskjellen mellom summen av dannelsesvarmene til alle produktene og summen av dannelsesvarmene til alle reaktantene i denne reaksjonen (sammenhengende Hess' lov):

Δ H reaksjoner O = ΣΔ H f O (produkter) - ΣΔ H f O (reagenser)

Termokjemiske effekter kan inkluderes i kjemiske reaksjoner. Kjemiske ligninger der mengden frigjort eller absorbert varme er angitt kalles termokjemiske ligninger. Reaksjoner ledsaget av frigjøring av varme til miljøet har en negativ termisk effekt og kalles eksotermisk. Reaksjoner ledsaget av absorpsjon av varme har en positiv termisk effekt og kalles endotermisk. Den termiske effekten refererer vanligvis til ett mol av det reagerte utgangsmaterialet, hvis støkiometriske koeffisient er maksimal.

Temperaturavhengighet termisk effekt(entalpier) av reaksjon

For å beregne temperaturavhengigheten til reaksjonsentalpien, er det nødvendig å kjenne molaren Varmekapasitet stoffer som er involvert i reaksjonen. Endringen i entalpien til reaksjonen med økende temperatur fra T 1 til T 2 beregnes i henhold til Kirchhoff-loven (det antas at i dette temperaturområdet er de molare varmekapasitetene ikke avhengig av temperaturen og det er ingen fasetransformasjoner):

Hvis fasetransformasjoner forekommer i et gitt temperaturområde, er det i beregningen nødvendig å ta hensyn til varmen til de tilsvarende transformasjonene, samt endringen i temperaturavhengigheten til varmekapasiteten til stoffer som har gjennomgått slike transformasjoner:

hvor ΔC p (T 1, T f) er endringen i varmekapasitet i temperaturområdet fra T 1 til faseovergangstemperaturen; ΔC p (T f ,T 2 ) er endringen i varmekapasitet i temperaturområdet fra faseovergangstemperaturen til slutttemperaturen, og Tf er faseovergangstemperaturen.

Standard forbrenningsentalpi

Standard forbrenningsentalpi - Δ H Gor o, den termiske effekten av reaksjonen ved forbrenning av en mol av et stoff i oksygen til dannelsen av oksider i høyeste grad oksidasjon. Forbrenningsvarmen av ikke-brennbare stoffer antas å være null.

Standard entalpi for oppløsning

Standard entalpi for oppløsning - Δ H løsning, den termiske effekten av prosessen med å løse opp 1 mol av et stoff i en uendelig stor mengde løsemiddel. Sammensatt av ødeleggelsens hete krystallgitter og varme hydrering(eller varme løsning for ikke-vandige løsninger), frigjort som et resultat av interaksjonen av løsemiddelmolekyler med molekyler eller ioner av det oppløste stoffet med dannelse av forbindelser med variabel sammensetning - hydrater (solvater). Ødeleggelsen av krystallgitteret er som regel en endoterm prosess - Δ H resh > 0, og ionehydrering er eksoterm, Δ H hydra< 0. В зависимости от соотношения значений ΔH resh og Δ H hydr entalpi av oppløsning kan ha både positive og negativ betydning. Så oppløsningen av det krystallinske kaliumhydroksyd ledsaget av frigjøring av varme

Δ H løsning KOH o \u003d Δ H resh o + Δ H hydrK + o + Δ H hydroOH −o = −59 kJ/mol

Under hydreringsentalpien - Δ H hydr, refererer til varmen som frigjøres under overgangen av 1 mol ioner fra vakuum til løsning.

Standard entalpi for nøytralisering

Standard entalpi for nøytralisering - Δ H nøytral om entalpien til reaksjonen av interaksjon av sterke syrer og baser med dannelse av 1 mol vann under standardforhold:

HCl + NaOH = NaCl + H2O

H + + OH - \u003d H 2 O, ΔH nøytral ° \u003d -55,9 kJ / mol

Standard nøytraliseringsentalpi for konsentrerte løsninger sterke elektrolytter avhenger av konsentrasjonen av ioner, på grunn av endringen i verdien av ΔH hydratisering ° ioner når de fortynnes.

Entalpi

Entalpi er en egenskap ved materie som angir hvor mye energi som kan omdannes til varme.

Entalpi er en termodynamisk egenskap til et stoff som indikerer nivået av energi som er lagret i dets molekylære struktur. Dette betyr at selv om materie kan ha energi basert på temperatur og trykk, kan ikke alt omdannes til varme. En del av den indre energien forblir alltid i stoffet og opprettholder sin molekylære struktur. Del kinetisk energi stoffet er ikke tilgjengelig når temperaturen nærmer seg omgivelsestemperaturen. Derfor er entalpi mengden energi som er tilgjengelig for konvertering til varme ved en viss temperatur og trykk. Entalpi enheter- Britisk termisk enhet eller joule for energi og Btu/lbm eller J/kg for spesifikk energi.

Entalpi mengde

Mengde entalpi stoff basert på dens gitte temperatur. Gitt temperatur er verdien valgt av forskere og ingeniører som grunnlag for beregninger. Dette er temperaturen der entalpien til et stoff er null J. Stoffet har med andre ord ingen tilgjengelig energi som kan omdannes til varme. Denne temperaturen kl ulike stoffer forskjellig. For eksempel er denne temperaturen på vannet trippelpunktet (0°C), nitrogen er -150°C, og kjølemedier basert på metan og etan er -40°C.

Hvis temperaturen til et stoff er over dets gitte temperatur, eller endrer tilstand til gass ved en gitt temperatur, uttrykkes entalpien som et positivt tall. Omvendt, ved en temperatur under en gitt entalpi av et stoff uttrykkes som et negativt tall. Entalpi brukes i beregninger for å bestemme forskjellen i energinivåer mellom to tilstander. Dette er nødvendig for å sette opp utstyret og bestemme koeffisient nytten av prosessen.

Entalpi er ofte definert som materiens totale energi, siden den er lik summen av dens indre energi (u) in gitt tilstand sammen med hans evne til å få jobben gjort (pv). Men i virkeligheten indikerer ikke entalpi full energi stoffer ved en gitt temperatur over absolutt null (-273°C). Derfor, i stedet for å definere entalpi som den totale varmen til et stoff, er det mer nøyaktig å definere det som den totale mengden tilgjengelig energi til et stoff som kan omdannes til varme. H=U+pV

Indre energi

Den indre energien til en kropp (betegnet som E eller U) er summen av energiene til molekylære interaksjoner og termiske bevegelser til et molekyl. Den indre energien er en funksjon av en enkelt verdi av systemets tilstand. Dette betyr at når systemet er i en gitt tilstand, er det indre energi tar på seg verdien som ligger i denne tilstanden, uavhengig av systemets historie. Følgelig vil endringen i intern energi under overgangen fra en tilstand til en annen alltid være lik forskjellen mellom verdiene i slutt- og starttilstanden, uavhengig av banen som overgangen ble gjort langs.

Den indre energien til en kropp kan ikke måles direkte. Bare endringen i indre energi kan bestemmes:

Festet til kroppen varme, målt i joule

- Arbeid, utført av kroppen mot ytre krefter, målt i joule

Denne formelen er et matematisk uttrykk termodynamikkens første lov

Til kvasi-statiske prosesser følgende forhold gjelder:

-temperatur, målt i kelvins

-entropi, målt i joule/kelvin

-press, målt i Pascals

-kjemisk potensial

Antall partikler i systemet

Ideelle gasser

I henhold til Joules lov, avledet empirisk, den indre energien ideell gass uavhengig av trykk eller volum. Basert på dette faktum kan man få et uttrykk for endringen i den indre energien til en ideell gass. Per definisjon molar varmekapasitet ved konstant volum . Siden den indre energien til en ideell gass kun er en funksjon av temperaturen, da

.

Den samme formelen gjelder også for å beregne endringen i den indre energien til enhver kropp, men bare i prosesser med konstant volum ( isokoriske prosesser); i generell sak C V (T,V) er en funksjon av både temperatur og volum.

Hvis vi neglisjerer endringen i molar varmekapasitet med en endring i temperatur, får vi:

Δ U = ν C V Δ T,

hvor ν er mengden stoff, Δ T- temperaturendring.

INTERN ENERGI TIL ET STOFF, KROPP, SYSTEM

(gresk: ένέργια - aktivitet, energi). Intern energi er del total kroppsenergi (systemer tlf): E = E k + E s + U, hvor E k - kinetisk energi makroskopisk bevegelser systemer, E s - potensiell energi, på grunn av tilstedeværelsen av ytre kraft Enger(gravitasjons, elektrisk, etc.), U- indre energi. Indre energi stoffer, kropper, systemer av kropper - funksjon stater, definert som den totale energireserven til den indre tilstanden til et stoff, kropp, system, endres (frigitt) i prosess kjemisk reaksjoner, varmeoverføring og ytelse arbeid. Komponenter av indre energi: (a) kinetisk energi av termisk sannsynlighet bevegelse av partikler (atomer, molekyler, ioner etc.), som utgjør et stoff (kropp, system); (b) potensiell energi til partikler på grunn av deres intermolekylære interaksjon; (c) energi av elektroner i elektronskall, atomer og ioner; (d) intranukleær energi. Intern energi er ikke relatert til prosessen med å endre tilstanden til systemet. Ved eventuelle endringer i systemet forblir systemets indre energi, sammen med omgivelsene, konstant. Det vil si at indre energi verken går tapt eller oppnådd. Samtidig kan energi flytte fra en del av systemet til en annen eller transformeres fra en skjemaer til en annen. Dette er et av uttrykkene lov bevaring av energi - termodynamikkens første lov. En del av den indre energien kan omdannes til arbeid. Denne delen av den indre energien kalles gratis energi - G. (PÅ kjemiske forbindelser de kaller det kjemisk potensiell). Resten av den indre energien, som ikke kan omdannes til arbeid, kalles bundet energi - W b .

Entropi

Entropi (fra greskἐντροπία - snu, transformasjon) til naturvitenskap- mål på lidelse systemer, bestående av mange elementer. Spesielt i statistisk fysikk - måle sannsynligheter realisering av enhver makroskopisk tilstand; i informasjonsteori- et mål på usikkerheten til enhver erfaring (test), som kan ha forskjellige utfall, og derav antallet informasjon; i historisk vitenskap, for forklaringer fenomen alternativ historie (invarians og variasjon historisk prosess).