الموضوع: المعادلات التفاعلات الكيميائية. قانون حفظ كتلة المواد .

هدف: تكوين مفهوم حول معادلات التفاعلات الكيميائية كتدوين تقليدي يعكس تحولات المواد. تعليم كيفية تكوين معادلات التفاعل بناءً على قانون حفظ كتلة المادة لـ M. V. Lomonosov.

مهام:

التعليمية:

مواصلة دراسة الظواهر الفيزيائية والكيميائية مع إدخال مفهوم “التفاعل الكيميائي”،

التعريف بمفهوم "المعادلة الكيميائية"

البدء في تطوير القدرة على كتابة معادلات التفاعلات الكيميائية.

التعليمية:

مواصلة التطور الإمكانات الإبداعيةشخصيات الطلاب من خلال خلق الموقف التعلم القائم على حل المشكلاتوالملاحظات والتجارب على التفاعلات الكيميائية

التعليمية:

ارفع موقف دقيقلصحتك، والقدرة على العمل في أزواج.

نوع الدرس: مجموع.

طُرق: لفظي، بصري، عملي.

معدات:بطاقات المهام، ورقة التقييم الذاتي للطالب. الرسومات.

الكمبيوتر، جهاز العرض، معرف، العرض التقديمي.

الماسة، الطباشير مع الحمض، أعواد الثقاب تقف مع أنابيب الاختبار.

خطة الدرس.

1. تنظيم الوقت.

2. تحديث معارف الطلاب.

3. التحضير لتصور المواد الجديدة.

4. دراسة مواد جديدة.

5. التوحيد.

6. الواجب المنزلي.

7. التأمل.

خلال الفصول الدراسية.

1. اللحظة التنظيمية.

2. تحديث معارف الطلاب.

مسح أمامي.

ما هي الظواهر التي تسمى المادية؟

ما هي الظواهر التي تسمى الكيميائية؟

ما هي علامات التفاعلات الكيميائية التي تعرفها؟

ما هي الشروط التي يجب توفيرها لبدء التفاعل الكيميائي؟

التمرين 1 .

والآن حاول أن تخمن ما هي الظواهر الموجودة في هذه الآيات نحن نتحدث عن.

عرض تقديمي.

المهمة 2.

إنشاء مباراة.

العمل للحصول على معرف.

المسح المكتوب المتمايز.

3. التحضير لتصور المواد الجديدة.

توضيح. شمعة مشتعلة.

1. ماذا يحدث للمغنيسيوم الذي يشكل أساس الماسات؟

2. ما هو السبب الرئيسي لهذه الظاهرة؟

3. حاول تصوير التفاعل الكيميائي الذي لاحظته في هذه التجربة بشكل تخطيطي.

ملغم + هواء = مادة أخرى .

ما هي العلامات التي تم استخدامها لتحديد حدوث تفاعل كيميائي؟

(عن طريق علامات رد الفعل: الرائحة، تغير اللون)

4. دراسة مواد جديدة.

يمكن كتابة التفاعل الكيميائي باستخدام معادلة كيميائية.

تذكر مفهوم المعادلة من دورة الرياضيات.

يمكن كتابة تفاعل احتراق المغنيسيوم باستخدام المعادلة التالية.

2Mg + O2 = 2 MgO

حاول تعريف "المعادلة الكيميائية" من خلال النظر إلى الترميز.

المعادلة الكيميائية هي تمثيل رمزي للتفاعل الكيميائي باستخدام الرموز والمعاملات الكيميائية.

على الجانب الأيسر من المعادلة الكيميائية نكتب صيغ المواد التي دخلت في التفاعل، وعلى الجانب الأيمن نكتب صيغ المواد المتكونة نتيجة التفاعل.

المواد التي تتفاعل تسمى الكواشف.

تسمى المواد المتكونة نتيجة التفاعل بالمنتجات.

تتم كتابة المعادلات الكيميائية على أساس "قانون حفظ كتلة المادة" الذي اكتشفه إم.في. لومونوسوف في عام 1756.

كتلة المواد التي تدخل في التفاعل تساوي كتلة المواد الناتجة عنه.

الناقلات المادية لكتلة المواد هي الذرات العناصر الكيميائية، لأن وهي لا تتشكل ولا تفنى أثناء التفاعلات الكيميائية، ولكن يحدث إعادة ترتيبها، ومن ثم يتضح صحة هذا القانون.

يجب أن يكون عدد ذرات عنصر واحد على الجانب الأيسر من المعادلة مساوياً لعدد ذرات ذلك العنصر على الجانب الأيمن من المعادلة.

يتم معادلة عدد الذرات باستخدام المعاملات.

تذكر ما هو المعامل والمؤشر.

خبرة. إيصال ثاني أكسيد الكربون

ضع قطعة من الطباشير في أنبوب اختبار واسكب 1-2 مل من المحلول من حمض الهيدروكلوريك. ماذا نلاحظ؟ ماذا يحدث؟ ما هي علامات ردود الفعل هذه؟

دعونا نرسم مخططًا للتحول الملحوظ باستخدام الصيغ الكيميائية:

CaCO 3 + حمض الهيدروكلوريك → CaCl 2 + H2O + CO2

منتجات الكواشف

دعونا نساوي الطرفين الأيسر والأيمن للمعادلة باستخدام المعاملات.

CaCO3 + 2HCI = CaCI2 + H2O + CO2

لتكوين المعادلات الكيميائية، يجب عليك اتباع سلسلة من الخطوات المتسلسلة.

يعمل مع الصدقات.

خوارزمية لتكوين معادلة كيميائية.

ترتيب العمليات

مثال

1. تحديد عدد الذراتكل عنصر على الجانبين الأيسر والأيمن من مخطط التفاعل

أ1 + يا 2 → أ12 يا3

ذرة A1-1 ذرة A1-2

ذرات O-2 0-3 ذرات

2. من بين العناصر ذات أرقام مختلفةالذرات الموجودة على الجانبين الأيسر والأيمن من المخطط اختر الشخص الذي عدد ذراته أكبر

ذرات O-2 على اليسار

ذرات O-3 على اليمين

3. ابحثأقل مضاعف مشترك (LCM) عدد الذراتهذا العنصر في اليسارأجزاء المعادلة وعدد ذرات ذلك العنصر على اليمينأجزاء من المعادلة

4. تقسيم شهادة عدم الممانعةبعدد ذرات هذا العنصر غادرأجزاء من المعادلة، الحصول على معامل لليسارأجزاء من المعادلة

6:2 = 3

آل + زو 2 → آل 2 أو 3

5. تقسيم شهادة عدم الممانعةبعدد ذرات هذا العنصر على اليمينأجزاء من المعادلة، الحصول على معامل للحقأجزاء من المعادلة

6:3 = 2

أ1 + زو 2 → 2أ12أو3

6. إذا أدى معامل المجموعة إلى تغيير عدد ذرات عنصر آخر، كرر الخطوات 3، 4، 5 مرة أخرى.

أ1 + زو 2 → 2أ12أو3

A1 - 1 ذرة A1 - 4 ذرات

4A1 + زو 2 → 2أ12أو3

حل التمارين 1. رتب المعاملات في معادلات التفاعلات التالية.

1.آل + س→ أ 1 2 س 3 ;

2.A1+مع → أ1 4 ج 3 ;

3. ج +ح 2 → الفصل 4

4. ملغ + ن 2 → ملغ 3 ن 2؛

5. الحديد + يا 2 → الحديد 3 يا 4 ;

6. حج+س → Ag2S؛

7.سي + ج 1 2 → سيكل 4

5. التوحيد.

1. قم بإنشاء معادلة للتفاعل.

الفوسفور + الأكسجين = أكسيد الفوسفور (P 2 يا 5)

أحد الطلاب الأقوياء يعمل على السبورة.

2. ترتيب المعاملات.

ح 2 + ج 1 2 → NS1؛

ن 2 + يا 2 → لا;

ثاني أكسيد الكربون 2 + ج → أول أكسيد الكربون؛

مرحبا → ح 2 + 1 2؛

ملغ+ NS1 → ملغكل 2 + ح 2؛

6. الواجبات المنزلية: § 15.16، على سبيل المثال. 4.6 (مكتوبة). ص 38-39

7. التأمل.

قم بتقييم أنشطتك في الدرس وفقًا لمعايير التقييم الذاتي الموضحة

ورقة التقييم الذاتي للطالب.

معايير التقييم الذاتي.

1. عملت بحماس. تعلمت الكثير من الأشياء الجديدة. تعلمت الكثير.

2. عملت باهتمام. تعلمت شيئا جديدا. لقد تعلمت شيئا. لا تزال هناك أسئلة.

3. عملت لأنها أعطيت. تعلمت شيئا جديدا. لم أتعلم شيئا.

4. تظاهر بأنه كان يعمل. لم أتعلم شيئا.

مهمة "الهرم" Au MoMn CuCs Ag Mg Cr Md Al C Mt FFe ZSMV يوجد أدناه هرم مكون من خمسة طوابق، "أحجار البناء" منه عبارة عن عناصر كيميائية. ابحث عن مسار من قاعدته إلى قمته بحيث يحتوي فقط على العناصر ذات التكافؤ الثابت. قانون حفظ كتلة المواد M.V. لومونوسوف

قانون حفظ كتلة المواد 2 H 2 O 2H 2 + O 2 4H + 2O m1m1 m2m2 m3m3 m 1 = m 2 + m 3 لافوازييه (1789) لومونوسوف لومونوسوف (1756) نكتب معادلات الموارد البشرية نحل المشاكل باستخدام الموارد البشرية المعادلات = =36

ميخائيل فاسيليفيتش لومونوسوف (1711 - 1765) 1. ولد عام 1711 في روسيا 2. عالم روسي - عالم طبيعة 3. مؤسس أول جامعة موسكو في روسيا 4. طور أفكارًا ذرية جزيئية حول بنية المواد 5. اكتشف قانون الحفظ من كتلة المواد

صياغة قانون حفظ كتلة المواد كتلة المواد الناتجة من التفاعل قانون حفظ كتلة المواد M.V. لومونوسوفا إم. لومونوسوف نتيجة القانون التنفيذ العملييجب أن يكون عدد ذرات كل عنصر واحداً قبل وبعد التفاعل، وكتلة المواد التي تدخل في التفاعل.

خوارزمية تكوين معادلات التفاعلات الكيميائية 1. على الجانب الأيسر مكتوبة صيغ المواد التي تتفاعل: KOH + CuCl على الجانب الأيمن (بعد السهم) صيغ المواد التي يتم الحصول عليها نتيجة التفاعل : KOH + CuCl 2 Cu(OH) 2 + بوكل . 3. ثم، باستخدام المعاملات، يتم معادلة عدد ذرات العناصر الكيميائية المتطابقة على الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة: 2KOH + CuCl 2 = Cu(OH) 2 + 2KCl.

القواعد الأساسية لترتيب المعاملات يبدأ ترتيب المعاملات بالعنصر الذي تشارك ذراته في التفاعل بشكل أكبر. يجب أن يكون عدد ذرات الأكسجين قبل التفاعل وبعده متساويًا في معظم الحالات. إذا كانت المواد المعقدة تشارك في التفاعل (التبادل)، فإن ترتيب المعاملات يبدأ بالذرات المعدنية أو بقايا الحمض.

H 2 O H 2 + O 2 ترتيب المعاملات في معادلة التفاعل الكيميائي 4 4: : 1 22 المعامل

ماذا تظهر المعادلة الكيميائية وما هي المواد التي تتفاعل. ما هي المواد التي تتكون نتيجة التفاعل . كتلة المواد المتفاعلة والمواد المتكونة نتيجة التفاعل الكيميائي. نسبة كتل المواد المتفاعلة والمواد المتكونة نتيجة التفاعل الكيميائي.

ملخص الدرس: ما الذي كررناه في الفصل اليوم والذي كنت تعرفه؟ ما هي المفاهيم الأساسية التي تذكرناها؟ ما الأشياء الجديدة التي تعلمتها اليوم، ماذا تعلمت في الفصل؟ ما هي المفاهيم الجديدة التي تعلمناها في درس اليوم؟ ما هو في رأيك مستوى إتقانك لما تعلمته؟ المواد التعليمية؟ ما هي الأسئلة التي تسببت في أكبر صعوبة؟

المهام 1. لم تتغير كتلة الدورق الذي تم حرق الكبريت فيه بعد التفاعل. في أي دورق (مفتوح أم مغلق) تم التفاعل؟ 2. قم بموازنة كعب شمعة البارافين على الميزان ثم قم بإشعالها. كيف يمكن أن يتغير موضع الميزان بعد مرور بعض الوقت؟ 3. عندما تفاعل الزنك الذي وزنه 65 جم مع الكبريت، تكونت كبريتيد الزنك (ZnS) الذي وزنه 97 جم، ما كتلة الكبريت التي تفاعلت؟ 4. دخل 9 جم من الألومنيوم و 127 جم من اليود إلى التفاعل. ما كتلة يوديد الألومنيوم (Al I 3) المتكونة في هذه الحالة؟

صيغة الماء هي H 2 O والكالسيوم فلز والفوسفور فلز وهو مادة معقدة تتكون منها مواد مختلفةتكافؤ الهيدروجين هو I ذوبان السكر ظاهرة كيميائية حرق الشمعة هو تفاعل كيميائي الذرة قابلة للقسمة كيميائيا الكبريت له التكافؤ المستمرالأكسجين مادة بسيطة مياه البحر – مادة نقيةالزيت مادة نقية، أما المادة المعقدة فتتكون من مواد كيميائية مختلفة. عناصر الثلج جسد نعم لا ملح مُجَمَّعمع UHR، ابدأ الانتهاء من رسم معادلات التفاعلات الكيميائية

في الدرس 11 "" من الدورة "" الكيمياء للدمى» سنكتشف من ومتى تم اكتشاف قانون الحفاظ على كتلة المواد؛ دعونا نتعرف على المعادلات الكيميائية ونتعلم كيفية وضع المعاملات فيها بشكل صحيح.

حتى الآن، عند النظر في التفاعلات الكيميائية، أولينا اهتمامًا بها جودة عاليةالجانب، أي كيف وتحت أي ظروف يتم تحويل المواد الأولية إلى منتجات تفاعل. ولكن هناك جانب آخر للظواهر الكيميائية - كمي.

هل تتغير كتلة المواد التي تدخل في التفاعل الكيميائي؟ بحثا عن إجابة لهذا السؤال، يعود العالم الإنجليزي ر. بويل إلى القرن السابع عشر. أجرى العديد من التجارب على تكليس الرصاص في أوعية محكمة الغلق. وبعد الانتهاء من التجارب، فتح الأوعية ووزن منتجات التفاعل. ونتيجة لذلك، توصل بويل إلى استنتاج مفاده أن كتلة المادة بعد التفاعل المزيد من الكتلةمعدن المصدر . وأوضح ذلك بإضافة بعض "المادة النارية" إلى المعدن.

تكررت تجارب R. Boyle على تكليس المعادن من قبل العالم الروسي M. V. Lomonosov في عام 1748. قام بتكلس الحديد في دورق خاص (معوجة) (الشكل 56) كان مغلقًا بإحكام. وعلى عكس بويل، فقد ترك الرد مختومًا بعد رد الفعل. أظهر وزن المعوجة بعد التفاعل أن كتلتها لم تتغير. ويشير هذا إلى أنه على الرغم من حدوث تفاعل كيميائي بين المعدن والمادة الموجودة في الهواء، فإن مجموع كتل المواد الأولية كان مساويا لكتلة منتج التفاعل.

واختتم إم في لومونوسوف: " إن جميع التغيرات التي تحدث في الطبيعة هي جوهر هذه الحالة، حيث أنه بقدر ما يُنتزع شيء من جسم ما، فإن الكثير منه يضاف إلى جسم آخر، فإذا فُقد القليل من المادة في مكان ما، فإنه يتزايد في مكان آخر.».

في عام 1789 الكيميائي الفرنسيأثبت أ. لافوازييه أن تكليس المعادن هو عملية تفاعلها مع أحدها عناصرالهواء - الأكسجين. بناء على أعمال M. V. Lomonosov و A. Lavoisier، تمت صياغته قانون حفظ كتلة المواد في التفاعلات الكيميائية.

كتلة المواد التي تدخل في التفاعل الكيميائي تساوي كتلة المواد المتكونة نتيجة التفاعل.

في التفاعلات الكيميائية، الذرات لا تختفي بدون أثر ولا تظهر من العدم. عددهم يبقى دون تغيير. وبما أن لديهم كتلة ثابتة ، فإن كتلة المواد التي تتكون منها تظل ثابتة أيضًا.

يمكن التحقق من قانون حفظ كتلة المواد تجريبيا. للقيام بذلك، استخدم الجهاز الموضح في الشكل 57، أ، ب. الجزء الرئيسي منه عبارة عن أنبوب اختبار ذو قدمين. دعونا نسكبها في ركبة واحدة ماء جير، في الحل الثاني كبريتات النحاس. لنوازن الجهاز على الميزان، ثم نخلط كلا المحلولين في مرفق واحد. وفي الوقت نفسه، سوف نرى أن راسبًا أزرقًا من مادة جديدة يترسب. يؤكد تكوين الراسب على حدوث تفاعل كيميائي. تظل كتلة الجهاز كما هي. وهذا يعني أنه نتيجة للتفاعل الكيميائي، لا تتغير كتلة المواد.

القانون مهم للفهم الصحيح لكل ما يحدث في الطبيعة: لا شيء يمكن أن يختفي بدون أثر ويأتي من لا شيء.

يمكن تمثيل التفاعلات الكيميائية باستخدام لغة كيميائيةالصيغ تمثل العناصر الكيميائية الرموز الكيميائية، يتم كتابة تركيب المواد باستخدام الصيغ الكيميائية، ويتم التعبير عن التفاعلات الكيميائية باستخدام المعادلات الكيميائيةأي: كما أن الكلمات تتكون من الحروف، فالجمل تتكون من الكلمات.

معادلة التفاعل الكيميائي (المعادلة الكيميائية)- هذا تسجيل مشروط للتفاعل باستخدام الصيغ الكيميائيةوالعلامات "+" و"=".

يجب أيضًا مراعاة قانون الحفاظ على كتلة المواد في التفاعلات الكيميائية عند التجميع معادلات التفاعل الكيميائي. كما في المعادلات الرياضية، في معادلات التفاعلات الكيميائية هناك الجهه اليسرى(حيث تُكتب صيغ المواد الأولية) والجانب الأيمن (حيث تُكتب صيغ نواتج التفاعل). على سبيل المثال (الشكل 58):

عند كتابة معادلات التفاعلات الكيميائية، تربط علامة "+" (زائد) صيغ المواد على الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة. بما أن كتلة المواد قبل التفاعل تساوي كتلة المواد المتكونة، يتم استخدام علامة "=" (يساوي) التي تربط بين الجانبين الأيسر والأيمن للمعادلة. لمساواة عدد الذرات على الجانبين الأيسر والأيمن للمعادلة، يتم استخدام الأرقام أمام صيغ المواد. تسمى هذه الأرقام معاملات المعادلات الكيميائيةوإظهار عدد الجزيئات أو وحدات الصيغة. حيث أن 1 مول من أي مادة يتكون من نفس العدد الوحدات الهيكلية(6.02*1023) إذن تظهر المعاملات و الكميات الكيميائيةكل من المواد:

عند كتابة المعادلات الكيميائية، يتم أيضًا استخدام رموز خاصة، على سبيل المثال، علامة "↓" التي تشير إلى أن المادة تشكل راسبًا.

12.02.2015 5575 688 خيرولينا ليليا إيفجينييفنا

الهدف من الدرس: صياغة مفهوم قانون حفظ الكتلة، وتعليم كيفية تكوين معادلات التفاعل
أهداف الدرس:
التعليمية: إثبات وصياغة قانون حفظ كتلة المواد تجريبيا.
التطويرية: إعطاء مفهوم المعادلة الكيميائية كتسجيل مشروط للتفاعل الكيميائي باستخدام الصيغ الكيميائية؛ البدء في تطوير المهارات في كتابة المعادلات الكيميائية
التعليمية: غرس الاهتمام بالكيمياء، وتوسيع آفاقك

خلال الفصول الدراسية
I. اللحظة التنظيمية
ثانيا. المسح الأمامي:
- ما هي الظواهر الفيزيائية؟
- ماذا حدث الظواهر الكيميائية?
- أمثلة على الظواهر الفيزيائية والكيميائية
- شروط حدوث التفاعلات الكيميائية
ثالثا. تعلم مواد جديدة

صياغة قانون حفظ الكتلة: كتلة المواد التي تدخل في التفاعل تساوي كتلة المواد المتكونة.
من وجهة نظر العلوم الذرية الجزيئية، يفسر هذا القانون بحقيقة أنه أثناء التفاعلات الكيميائية، لا يتغير العدد الإجمالي للذرات، ولكن يحدث إعادة ترتيبها فقط.

قانون حفظ كتلة المواد هو القانون الأساسي للكيمياء، وعلى أساسه تتم جميع حسابات التفاعلات الكيميائية. ومع اكتشاف هذا القانون ظهر الكيمياء الحديثةكيف علم دقيق.
تم اكتشاف قانون حفظ الكتلة نظريًا في عام 1748 وتم تأكيده تجريبيًا في عام 1756 على يد العالم الروسي إم.في. لومونوسوف.
أخيرًا أقنع العالم الفرنسي أنطوان لافوازييه عام 1789 العالم العلمي بعالمية هذا القانون. استخدم كل من لومونوسوف ولافوازييه غاية موازين دقيقة. وقاموا بتسخين المعادن (الرصاص والقصدير والزئبق) في أوعية محكمة الغلق ووزنوا المواد الأولية ومنتجات التفاعل.

المعادلات الكيميائية
يستخدم قانون حفظ كتلة المواد عند صياغة معادلات التفاعلات الكيميائية.
المعادلة الكيميائية هي تمثيل تقليدي للتفاعل الكيميائي باستخدام الصيغ والمعاملات الكيميائية.
هيا نشاهد فيديو - تجربة: تسخين خليط من الحديد والكبريت.
نتيجة ل التفاعل الكيميائيالكبريت والحديد يتم الحصول على مادة - كبريتيد الحديد (II) - تختلف عن الخليط الأصلي. لا يمكن اكتشاف الحديد ولا الكبريت فيه بصريًا. ومن المستحيل أيضًا فصلهما باستخدام المغناطيس. لقد حدث تغير كيميائي.
تسمى المواد الأولية التي تشارك في التفاعلات الكيميائية الكواشف.
تسمى المواد الجديدة التي تتشكل نتيجة التفاعل الكيميائي بالمنتجات.
دعونا نكتب التفاعل المستمر على شكل معادلة التفاعل الكيميائي:
الحديد + S = الحديدS
خوارزمية لتكوين معادلة التفاعل الكيميائي
لنقم بإنشاء معادلة للتفاعل الكيميائي بين الفوسفور والأكسجين
1. على الجانب الأيسر من المعادلة نكتب الصيغ الكيميائية للكواشف (المواد التي تتفاعل). يتذكر! جزيئات معظم المواد الغازية البسيطة هي ثنائية الذرة - H2؛ N2؛ O2؛ F2؛ Cl2؛ ر2؛ I2. بين الكواشف نضع علامة "+" ثم السهم:
ف + O2 →
2. على الجانب الأيمن (بعد السهم) نكتب الصيغة الكيميائية للمنتج (المادة المتكونة أثناء التفاعل). يتذكر! يجب تجميع الصيغ الكيميائية باستخدام تكافؤ ذرات العناصر الكيميائية:

ف + O2 → P2O5

3. وفقا لقانون حفظ كتلة المواد، يجب أن يكون عدد الذرات قبل التفاعل وبعده متساويا. ويتم تحقيق ذلك عن طريق وضع المعاملات أمام الصيغ الكيميائيةالكواشف ومنتجات التفاعلات الكيميائية.
أولا، يتم مساواة عدد الذرات الموجودة في المواد المتفاعلة (المنتجات).
في في هذه الحالةهذه هي ذرات الأكسجين.
أوجد المضاعف المشترك الأصغر لعدد ذرات الأكسجين في الجانبين الأيمن والأيسر من المعادلة. أصغر مضاعف لذرات الصوديوم هو -10 :
ونوجد المعاملات عن طريق قسمة أصغر مضاعف على عدد ذرات نوع معين، ونضع الأرقام الناتجة في معادلة التفاعل:
قانون حفظ كتلة المادة غير راضٍ، نظرًا لأن عدد ذرات الفوسفور في المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل غير متساوٍ، فإننا نتصرف بشكل مشابه للوضع مع الأكسجين:
نحصل على الشكل النهائي لمعادلة التفاعل الكيميائي. نستبدل السهم بعلامة المساواة. تحقق قانون حفظ كتلة المادة :
4P + 5O2 = 2P2O5

رابعا. الدمج
V.D/ض

تحميل المواد

راجع الملف القابل للتنزيل للحصول على النص الكامل للمادة.
تحتوي الصفحة على جزء فقط من المادة.

قانون حفظ الكتلة.

كتلة المواد التي تدخل في التفاعل الكيميائي تساوي كتلة المواد المتكونة نتيجة التفاعل.

قانون حفظ الكتلة حالة خاصة القانون العامالطبيعة - قانون حفظ المادة والطاقة. وبناءً على هذا القانون، يمكن تمثيل التفاعلات الكيميائية باستخدام المعادلات الكيميائية، وذلك باستخدام الصيغ الكيميائية للمواد والمعاملات المتكافئة التي تعكس الكميات النسبية (عدد المولات) للمواد الداخلة في التفاعل.

على سبيل المثال، يتم كتابة تفاعل احتراق الميثان على النحو التالي:

قانون حفظ كتلة المواد

(إم في لومونوسوف، 1748؛ أ. لافوازييه، 1789)

كتلة جميع المواد المشاركة في التفاعل الكيميائي تساوي كتلة جميع منتجات التفاعل.

وتشرح النظرية الذرية الجزيئية هذا القانون على النحو التالي: نتيجة التفاعلات الكيميائية، لا تختفي الذرات ولا تظهر، بل يحدث إعادة ترتيبها (أي التحول الكيميائي هو عملية كسر بعض الروابط بين الذرات وتكوين روابط أخرى، كما ونتيجة لذلك يتم الحصول على جزيئات نواتج التفاعل من الجزيئات الأصلية. وبما أن عدد الذرات قبل التفاعل وبعده لم يتغير، فإن عدد الذرات الموجودة قبل التفاعل وبعده يظل دون تغيير الوزن الكليلا ينبغي أيضا أن تتغير. تم فهم الكتلة على أنها كمية تميز كمية المادة.

في بداية القرن العشرين، تمت مراجعة صياغة قانون الحفاظ على الكتلة فيما يتعلق بظهور النظرية النسبية (أ. أينشتاين، 1905)، والتي بموجبها تعتمد كتلة الجسم على سرعته وقدرته على الحركة. لذلك، لا يميز كمية المادة فحسب، بل حركتها أيضًا. ترتبط الطاقة E التي يتلقاها الجسم بزيادة كتلته m بالعلاقة E = m c 2، حيث c هي سرعة الضوء. ولا تستخدم هذه النسبة في التفاعلات الكيميائية، لأن يتوافق 1 كيلوجول من الطاقة مع تغير في الكتلة بمقدار ~10 -11 جم ولا يمكن قياس m عمليًا. في التفاعلات النووية، حيث تكون E أكبر بحوالي 10 6 مرات مما هي عليه في التفاعلات الكيميائية، يجب أن تؤخذ m في الاعتبار.

استناداً إلى قانون حفظ الكتلة، من الممكن رسم معادلات التفاعلات الكيميائية وإجراء الحسابات باستخدامها. هذا هو أساس التحليل الكيميائي الكمي.

قانون ثبات التركيب

قانون ثبات التكوين ( ج.ل. بروست, 1801 -1808.) - أي مركب محدد نقي كيميائياً، بغض النظر عن طريقة تحضيره، يتكون منه العناصر الكيميائية، ونسب كتلتها ثابتة، و الأرقام النسبيةهُم الذراتيتم التعبير عنها كأعداد صحيحة. هذا هو أحد القوانين الأساسية كيمياء.

قانون ثبات التكوين غير راضٍ عنه بيرثوليدات(مركبات ذات تركيبة متغيرة). ومع ذلك، من أجل التبسيط، يتم كتابة تكوين العديد من Berthollides على أنه ثابت. على سبيل المثال، التكوين أكسيد الحديد (II).مكتوب كـ FeO (بدلاً من الصيغة الأكثر دقة Fe 1-x O).

قانون التركيبة الثابتة

ووفقاً لقانون ثبات التركيب، فإن كل مادة نقية لها تركيب ثابت، بغض النظر عن طريقة تحضيرها. لذلك يمكن الحصول على أكسيد الكالسيوم بالطرق التالية: بغض النظر عن كيفية الحصول على المادة CaO، فهي تحتوي على تركيبة ثابتة: ذرة كالسيوم واحدة وذرة أكسجين واحدة تشكل جزيء أكسيد الكالسيوم CaO. نحدد الكتلة الموليةساو: نحدد الجزء الكتلي من Ca باستخدام الصيغة: الاستنتاج: في أكسيد نقي كيميائيا جزء الشاملالكالسيوم دائمًا 71.4% والأكسجين 28.6%.

قانون المضاعفات

قانون النسب المتعددة هو واحد من العناصر الكيميائيةالقوانين كيمياء: إذا اثنين مواد (بسيطأو معقد) تكوين أكثر من مركب مع بعضها البعض، فإن كتل مادة واحدة لكل مادة ونفس كتلة مادة أخرى ترتبط فيما بينها كما يلي: الأعداد الكلية، عادة صغيرة.

أمثلة

1) يتم التعبير عن تكوين أكاسيد النيتروجين (بالنسبة المئوية بالوزن). الأرقام التالية:

	أكسيد النيتروز N 2 يا	أكسيد النيتريك رقم	أنهيدريد النيتروجين N 2 يا 3	ثاني أكسيد النيتروجين NO 2	أنهيدريد النيتريك N 2 يا 5
خاص O/N

بتقسيم الأرقام الموجودة في النتيجة النهائية على 0.57، نرى أنها في النسبة 1:2:3:4:5.

2) كلوريد الكالسيومأشكال 4 مع الماء هيدرات بلورية، يتم التعبير عن تركيبها بالصيغ: CaCl 2 ·H 2 O، CaCl 2 ·2H 2 O، CaCl 2 ·4H 2 O، CaCl 2 ·6H 2 O، أي في كل هذه المركبات كتلة الماء لكل واحد يرتبط جزيء CaCl 2 بـ 1:2:4:6.

قانون العلاقات الحجمية

(جاي لوساك، 1808)

"إن أحجام الغازات التي تدخل في التفاعلات الكيميائية وأحجام الغازات المتكونة نتيجة التفاعل ترتبط ببعضها البعض كأعداد صحيحة صغيرة."

عاقبة. تُظهر معاملات القياس الكيميائي في معادلات التفاعلات الكيميائية لجزيئات المواد الغازية النسب الحجمية التي تتفاعل بها المواد الغازية أو يتم الحصول عليها.

2CO + O2 × 2CO2

عند أكسدة حجمين من أكسيد الكربون (II) بحجم واحد من الأكسجين، يتم تكوين حجمين من ثاني أكسيد الكربون، أي. يتم تقليل حجم خليط التفاعل الأولي بمقدار 1 حجم.

ب) عند تصنيع الأمونيا من العناصر:

ن 2 + 3 س 2  2 نه 3

يتفاعل حجم واحد من النيتروجين مع ثلاثة أحجام من الهيدروجين؛ في هذه الحالة، يتم تشكيل مجلدين من الأمونيا - سينخفض ​​حجم كتلة التفاعل الغازية الأولية بمقدار مرتين.

معادلة كلايبيرون-مندلييف

إذا كتبنا قانون الغازات المجمعة لأي كتلة من أي غاز، نحصل على معادلة كلايبيرون-مندلييف:

حيث m هي كتلة الغاز؛ م - الوزن الجزيئي. ع - الضغط. الخامس - الحجم؛ T - درجة الحرارة المطلقة (°K)؛ R هو ثابت الغاز العالمي (8.314 J/(mol K) أو 0.082 l atm/(mol K)).

بالنسبة لكتلة معينة من غاز معين، تكون نسبة m/M ثابتة، لذلك يتم الحصول على قانون الغاز الموحد من معادلة Clayperon-Mendeleev.

ما الحجم الذي سيشغله أول أكسيد الكربون (II) الذي يزن 84 جم عند درجة حرارة 17 درجة مئوية وضغط 250 كيلو باسكال؟

عدد مولات ثاني أكسيد الكربون هو:

 (CO) = m(CO) / M(CO) = 84 / 28 = 3 مول

حجم ثاني أكسيد الكربون في NS يرقى إلى

3 22.4 لتر = 67.2 لتر

من قانون الغاز Boyle-Mariotte وGay-Lussac المدمج:

(ف V) / T = (P 0 V 0) / T 2

V (CO) = (P 0 T V 0) / (P T 0) = (101.3 (273 + 17) 67.2) / (250 273) = 28.93 لتر

توضح الكثافة النسبية للغازات عدد المرات التي يكون فيها مول واحد من أحد الغازات أثقل (أو أخف) من مول واحد من غاز آخر.

د أ(ب) = (ب)  (أ) = م (ب) / م (أ)

متوسط ​​الوزن الجزيئي لخليط الغازات يساوي الكتلة الكلية للخليط مقسومة على إجمالي عدد المولات:

م av = (م 1 +.... + م ن) / ( 1 +.... +  ن) = (م 1 ف 1 + .... م ن ف ن) / ( 1 +.. .. +  ن)

قانون الحفاظ على الطاقة : في العزل في النظام، تظل طاقة النظام ثابتة، ولا يمكن إلا الانتقال من نوع واحد من الطاقة إلى نوع آخر. في الديناميكا الحرارية لحفظ الطاقة، يتوافق القانون مع القانون الأول للديناميكا الحرارية، والذي يتم التعبير عنه بالمعادلة Q = DU + W، حيث Q هي كمية الحرارة المنقولة إلى النظام، DU هو التغير في الداخل. طاقة النظام W هي العمل الذي يبذله النظام. حالة خاصة لحفظ الطاقة هي قانون هيس.

تمت مراجعة مفهوم الطاقة فيما يتعلق بظهور النظرية النسبية (أ. أينشتاين، 1905): إجمالي الطاقة E يتناسب مع الكتلة m ويرتبط بها بالعلاقة E = mc2، حيث c هي سرعة الضوء. لذلك، يمكن التعبير عن الكتلة بوحدات الطاقة ويمكن صياغة قانون أكثر عمومية لحفظ الكتلة والطاقة: بالإيزو ليرة. في النظام، يكون مجموع الكتلة والطاقة ثابتًا ولا يمكن إجراء سوى التحولات بنسب متكافئة تمامًا لبعض أشكال الطاقة إلى أشكال أخرى والتغيرات ذات الصلة المكافئة في الكتلة والطاقة.

قانون المعادلات

تتفاعل المواد مع بعضها البعض بكميات متناسبة مع معادلاتها. عند حل بعض المهام، يكون من الأنسب استخدام صيغة أخرى لهذا القانون: تتناسب كتل (أحجام) المواد التي تتفاعل مع بعضها البعض مع كتلها المكافئة (أحجامها).

المعادلات: يتم دمج العناصر الكيميائية مع بعضها البعض بكميات محددة بدقة تتوافق مع معادلاتها. التعبير الرياضي لقانون المعادلين لديه العرض التالي: حيث m1 وm2 هما كتلتا المواد المتفاعلة أو الناتجة، m eq(1) وm eq(2) هما الكتلتان المكافئتان لهذه المواد.

على سبيل المثال: كمية معينة من المعدن، كتلتها المكافئة 28 جم/مول، تزيح 0.7 لتر من الهيدروجين من الحمض، مقاسة عند الظروف العادية. تحديد كتلة المعدن. الحل: مع العلم أن الحجم المكافئ للهيدروجين هو 11.2 لتر/مول، فإن النسبة هي: 28 جم من المعدن يكافئ 11.2 لتر هيدروجين × جم من المعدن يكافئ 0.7 لتر من الهيدروجين. ثم x=0.7*28/11.2= 1.75 جم.

لتحديد الكتلة المكافئة أو المكافئة ليس من الضروري البدء من اتحادها مع الهيدروجين. ويمكن تحديدها من خلال تركيب مركب عنصر معين مع أي عنصر آخر معروف معادله.

على سبيل المثال: عند دمج 5.6 جم من الحديد والكبريت، يتكون 8.8 جم من كبريتيد الحديد. ومن الضروري إيجاد الكتلة المكافئة للحديد وما يعادلها إذا علم أن الكتلة المكافئة للكبريت تساوي 16 جم/مول. الحل: من شروط المشكلة يترتب على ذلك أنه يوجد في كبريتيد الحديد 8.8-5.6 = 3.2 جم من الكبريت لكل 5.6 جم من الحديد. وفقًا لقانون المعادلات، تتناسب كتل المواد المتفاعلة مع كتلها المكافئة، أي أن 5.6 جم من الحديد يعادل 3.2 جم من الكبريت مكافئ (Fe) يعادل 16 جم/مول كبريت. ويترتب على ذلك أن m3KB(Fe) = 5.6*16/3.2=28 جم/مول. مكافئ الحديد هو: 3=meq(Fe)/M(Fe)=28 جم/مول:56 جم/مول=1/2. ولذلك فإن ما يعادل الحديد هو 1/2 مول، أي أن 1 مول من الحديد يحتوي على 2 مكافئين.

قانون أفوجادرو

عواقب القانون

النتيجة الطبيعية الأولى لقانون أفوجادرو: مول واحد من أي غاز تحت نفس الظروف يشغل نفس الحجم.

على وجه الخصوص، في ظل الظروف العادية، أي عند 0 درجة مئوية (273 كلفن) و101.3 كيلو باسكال، يكون حجم مول واحد من الغاز 22.4 لترًا. ويسمى هذا الحجم بالحجم المولي للغاز V m. يمكن إعادة حساب هذه القيمة لدرجات الحرارة والضغوط الأخرى باستخدام معادلة Mendeleev-Clapeyron:

.

النتيجة الطبيعية الثانية لقانون أفوجادرو: الكتلة المولية للغاز الأول تساوي ناتج الكتلة المولية للغاز الثاني والكثافة النسبية للغاز الأول بالنسبة للثاني.

كان لهذا الموقف أهمية هائلة لتطوير الكيمياء، لأنه يجعل من الممكن تحديد الوزن الجزئي للأجسام القادرة على الانتقال إلى الحالة الغازية أو البخارية. إذا من خلال منشير إلى الوزن الجزئي للجسم، وبواسطة د- جاذبيته النوعية في حالة البخار ثم النسبة م / ديجب أن تكون ثابتة لجميع الهيئات. وقد أثبتت التجربة أنه بالنسبة لجميع الأجسام المدروسة التي تمر إلى بخار دون تحلل، فإن هذا الثابت يساوي 28.9، إذا انطلقنا عند تحديد الوزن الجزئي من الجاذبية النوعية للهواء مأخوذًا كوحدة، ولكن هذا الثابت سيكون متساويًا إلى 2، إذا أخذنا الوزن النوعي للهيدروجين كوحدة. تعيين هذا الثابت، أو ما هو نفسه، الحجم الجزئي المشترك لجميع الأبخرة والغازات مع، من الصيغة التي لدينا من ناحية أخرى م = العاصمة. نظرًا لأنه من السهل تحديد الثقل النوعي للبخار، يتم استبدال القيمة دفي الصيغة، يتم أيضًا اشتقاق الوزن الجزئي غير المعروف للجسم المحدد.

الكيمياء الحرارية

التأثير الحراري للتفاعل الكيميائي

مادة من ويكيبيديا – الموسوعة الحرة

التأثير الحراري للتفاعل الكيميائي أو التغيير الطاقة الداخلية الكامنةالأنظمة بسبب حدوث تفاعل كيميائي - كمية الحرارة المنسوبة إلى تغير في متغير كيميائي يستقبلها نظام حدث فيه تفاعل كيميائي واكتسبت منتجات التفاعل درجة حرارة المواد المتفاعلة.

ولكي يكون التأثير الحراري بكمية تعتمد فقط على طبيعة التفاعل الكيميائي الجاري، يجب توافر الشروط التالية:

يجب أن يستمر التفاعل إما بحجم ثابت س v (عملية متساوية)، أو عند ضغط ثابت سع( عملية متساوية الضغط).

لا يتم تنفيذ أي عمل في النظام، باستثناء أعمال التوسعة الممكنة عند P = const.

إذا تم تنفيذ التفاعل في ظل ظروف قياسية عند T = 298.15 K = 25 ˚C وP = 1 atm = 101325 Pa، فإن التأثير الحراري يسمى التأثير الحراري القياسي للتفاعل أو المحتوى الحراري القياسي للتفاعل Δ حريال عماني. في الكيمياء الحرارية، يتم حساب الحرارة القياسية للتفاعل باستخدام المحتوى الحراري القياسي للتكوين.

المحتوى الحراري القياسي للتكوين (حرارة التكوين القياسية)

تُفهم حرارة التكوين القياسية على أنها التأثير الحراري لتفاعل تكوين مول واحد من المادة مواد بسيطة، مكوناته، وهي في حالة مستقرة الدول القياسية.

على سبيل المثال، المحتوى الحراري القياسي للتكوين هو 1 مول الميثانمن كربونو هيدروجينيساوي التأثير الحراري للتفاعل:

C(tv) + 2H2 (g) = CH 4 (g) + 76 كيلوجول/مول.

يُشار إلى المحتوى الحراري القياسي للتكوين بالرمز Δ حفو. هنا المؤشر f يعني التكوين، والدائرة المشطوبة تذكرنا بقرص بليمسول - ما تشير إليه الكمية حالة قياسيةمواد. غالبًا ما توجد تسمية أخرى للمحتوى الحراري القياسي في الأدبيات - ΔH 298,15 0 حيث يشير 0 إلى الضغط المتساوي لجو واحد (أو بشكل أدق إلى حد ما، للشروط القياسية ) و 298.15 هي درجة الحرارة. في بعض الأحيان يتم استخدام الفهرس 0 للكميات المتعلقة مادة نقية، وينص على أنه من الممكن تعيين الكميات الديناميكية الحرارية القياسية معها فقط عند اختيار مادة نقية كحالة قياسية . يمكن أيضًا اعتبار المعيار، على سبيل المثال، هو حالة المادة الموجودة فيها مخفف للغايةحل. "قرص بليمسول" في هذه الحالة يعني الحالة القياسية الفعلية للمادة، بغض النظر عن اختيارها.

يؤخذ المحتوى الحراري لتكوين المواد البسيطة على أنه يساوي الصفر، وتشير القيمة الصفرية للمحتوى الحراري للتكوين إلى حالة التجميع المستقرة عند T = 298 K. على سبيل المثال، اليودفي الحالة البلورية Δ ح I2(tv) 0 = 0 كيلوجول/مول، وبالنسبة للسائل اليود Δ ح I2(ل) 0 = 22 كيلوجول/مول. إن المحتوى الحراري لتكوين المواد البسيطة في ظل الظروف القياسية هو خصائص الطاقة الرئيسية الخاصة بها.

يتم العثور على التأثير الحراري لأي تفاعل على أنه الفرق بين مجموع درجات حرارة تكوين جميع المنتجات ومجموع درجات حرارة تكوين جميع المواد المتفاعلة في هذا التفاعل (النتيجة قانون هيس):

Δ حرد الفعل O = ΣΔ ح f O (المنتجات) - ΣΔ حو يا (الكواشف)

يمكن دمج التأثيرات الكيميائية الحرارية في التفاعلات الكيميائية. تسمى المعادلات الكيميائية التي تشير إلى كمية الحرارة المنطلقة أو الممتصة بالمعادلات الكيميائية الحرارية. التفاعلات المصحوبة بإطلاق الحرارة في البيئة لها تأثير حراري سلبي وتسمى طارد للحرارة. التفاعلات المصحوبة بامتصاص الحرارة لها تأثير حراري إيجابي وتسمى ماص للحرارة. يشير التأثير الحراري عادة إلى مول واحد من المادة البادئة المتفاعلة التي يكون معاملها المتكافئ هو الحد الأقصى.

اعتماد درجات الحرارة التأثير الحراري(المحتوى الحراري) من التفاعل

لحساب الاعتماد على درجة حرارة المحتوى الحراري للتفاعل، من الضروري معرفة المولي السعة الحراريةالمواد المشاركة في التفاعل. يتم حساب التغير في المحتوى الحراري للتفاعل مع زيادة درجة الحرارة من T 1 إلى T 2 وفقًا لقانون كيرشوف (من المفترض أنه في الفاصل الزمني المحدددرجات الحرارة، السعات الحرارية المولية لا تعتمد على درجة الحرارة وليس هناك تحولات المرحلة):

إذا حدثت تحولات الطور في نطاق درجة حرارة معين، فمن الضروري عند الحساب مراعاة درجات حرارة التحولات المقابلة، وكذلك التغير في الاعتماد على درجة الحرارة للسعة الحرارية للمواد التي خضعت لمثل هذه التحولات:

حيث ΔC p (T 1 ,T f) هو التغير في السعة الحرارية في نطاق درجة الحرارة من T 1 إلى درجة حرارة انتقال الطور؛ ΔC p (T f ,T 2) هو التغير في السعة الحرارية في نطاق درجة الحرارة من درجة حرارة انتقال الطور إلى درجة الحرارة النهائية، وT f هي درجة حرارة انتقال الطور.

الانثالبي القياسي للاحتراق

المحتوى الحراري القياسي للاحتراق - Δ حهور o هو التأثير الحراري لتفاعل احتراق مول واحد من مادة ما في الأكسجين لتكوين أكاسيد فيها أعلى درجةأكسدة. يفترض أن حرارة احتراق المواد غير القابلة للاحتراق صفر.

الانثالبي القياسي للمحلول

المحتوى الحراري القياسي للحل - Δ حالمحلول هو التأثير الحراري لعملية إذابة مول واحد من المادة في كمية كبيرة لا متناهية من المذيب. يتكون من حرارة الدمار شعرية الكريستالوالدفء الترطيب(أو الحرارة المحلولللمحاليل غير المائية) التي يتم إطلاقها نتيجة تفاعل جزيئات المذيب مع جزيئات أو أيونات المذاب مع تكوين مركبات ذات تركيبة متغيرة - الهيدرات (المذابات). عادة ما يكون تدمير الشبكة البلورية عملية ماصة للحرارة - Δ ح resh > 0، والترطيب الأيوني طارد للحرارة، Δ حهيدرو< 0. В зависимости от соотношения значений Δحريش و Δ حيمكن أن يكون المحتوى الحراري للذوبان موجبًا أو معنى سلبي. لذلك انحلال البلوري هيدروكسيد البوتاسيوميرافقه إطلاق الحرارة:

Δ حيذوبKOH س = Δ حقرر + Δ حهيدروك +o + Δ حهيدروه −о = −59 كيلو جول/مول

تحت المحتوى الحراري للترطيب - Δ حيشير الهيدرو إلى الحرارة المنطلقة عند مرور 1 مول من الأيونات من الفراغ إلى المحلول.

المحتوى الحراري القياسي للتحييد

المحتوى الحراري القياسي للتحييد - Δ حالمحتوى الحراري المتعادل لتفاعل الأحماض والقواعد القوية لتكوين 1 مول من الماء في الظروف القياسية:

حمض الهيدروكلوريك + NaOH = NaCl + H2O

H + + OH − = H 2 O, ΔH محايد ° = −55.9 كيلوجول/مول

المحتوى الحراري القياسي للتحييد للمحاليل المركزة إلكتروليتات قويةيعتمد على تركيز الأيونات، بسبب التغير في قيمة ΔH لترطيب الأيونات عند التخفيف.

الطاقة الداخلية الكامنة

الطاقة الداخلية الكامنةهي خاصية للمادة التي تشير إلى كمية الطاقة التي يمكن تحويلها إلى حرارة.

الطاقة الداخلية الكامنة- هذا خاصية الديناميكا الحراريةمادة تشير إلى مستوى الطاقة المخزنة في تركيبها الجزيئي. وهذا يعني أنه على الرغم من أن المادة قد تحتوي على طاقة تعتمد على درجة الحرارة والضغط، إلا أنه لا يمكن تحويلها كلها إلى حرارة. يبقى جزء من الطاقة الداخلية دائمًا في المادة ويحافظ على بنيتها الجزيئية. جزء الطاقة الحركيةلا يمكن الوصول إلى المادة عندما تقترب درجة حرارتها من درجة الحرارة المحيطة. ولذلك، فإن المحتوى الحراري هو كمية الطاقة المتاحة لتحويلها إلى حرارة عند درجة حرارة وضغط معينين. وحدات الانثالبي- الوحدة الحرارية البريطانية أو الجول للطاقة المحددة وBtu/lbm أو J/kg للطاقة المحددة.

كمية الانثالبي

كمية الطاقة الداخلية الكامنةالمادة تعتمد على درجة حرارتها المعينة درجة الحرارة هذه- هذه هي القيمة التي يختارها العلماء والمهندسون كأساس للحسابات. إنها درجة الحرارة التي يكون عندها المحتوى الحراري للمادة صفر J. وبعبارة أخرى، لا تحتوي المادة على طاقة متاحة يمكن تحويلها إلى حرارة. درجة الحرارة هذه مواد مختلفةمختلف. على سبيل المثال، درجة حرارة الماء هذه هي النقطة الثلاثية (0 درجة مئوية)، والنيتروجين -150 درجة مئوية، والمبردات القائمة على الميثان والإيثان -40 درجة مئوية.

إذا كانت درجة حرارة المادة أعلى من درجة حرارتها المعطاة أو تغيرت حالتها إلى الحالة الغازية عند درجة حرارة معينة، يتم التعبير عن المحتوى الحراري كرقم موجب. وعلى العكس من ذلك، عند درجة حرارة أقل من ذلك، يتم التعبير عن المحتوى الحراري للمادة كرقم سالب. يستخدم المحتوى الحراري في الحسابات لتحديد الفرق في مستويات الطاقة بين حالتين. وهذا ضروري لتكوين المعدات وتحديدها معامل في الرياضيات او درجةعمل مفيد لهذه العملية.

غالبًا ما يتم تعريف المحتوى الحراري على أنه الطاقة الكلية للمادةحيث أنها تساوي مجموع طاقتها الداخلية (u) في حالة معينة بالإضافة إلى قدرتها على بذل شغل (pv). ولكن في الواقع لا يشير المحتوى الحراري الطاقة الكاملةالمواد عند درجة حرارة معينة فوق الصفر المطلق (-273 درجة مئوية). لذلك، بدلاً من تعريف المحتوى الحراري على أنه الحرارة الإجمالية للمادة، يتم تعريفه بشكل أكثر دقة على أنه إجمالي كمية الطاقة المتاحة للمادة التي يمكن تحويلها إلى حرارة. ح = يو + الكهروضوئية

الطاقة الداخلية

الطاقة الداخلية للجسم (يشار إليها بـ E أو U) هي مجموع طاقات التفاعلات الجزيئية والحركات الحرارية للجزيء. الطاقة الداخلية هي وظيفة فريدة لحالة النظام. وهذا يعني أنه عندما يجد النظام نفسه في حالة معينة، فإنه الطاقة الداخليةيأخذ المعنى المتأصل في هذه الحالة، بغض النظر عن تاريخ النظام. وبالتالي فإن التغير في الطاقة الداخلية أثناء الانتقال من حالة إلى أخرى سيكون دائما مساويا للفرق بين قيمها في الحالات النهائية والأولية، بغض النظر عن المسار الذي تم من خلاله الانتقال.

لا يمكن قياس الطاقة الداخلية للجسم بشكل مباشر. يمكنك فقط تحديد التغير في الطاقة الداخلية:

جلبت إلى الجسم حرارة، تقاس جول

- وظيفةيؤديها جسم ضد قوى خارجية، وتقاس بالجول

هذه الصيغة هي تعبير رياضي القانون الأول للديناميكا الحرارية

ل العمليات شبه الساكنةالعلاقة التالية تحمل:

-درجة حرارة، تقاس كلفن

-إنتروبيا، تقاس بالجول / كلفن

-ضغط، تقاس بسكالس

-كمون كيميائي

عدد الجزيئات في النظام

الغازات المثالية

وفقا لقانون جول، المشتق تجريبيا، الطاقة الداخلية غاز مثاليلا يعتمد على الضغط أو الحجم. وبناء على هذه الحقيقة، يمكننا الحصول على تعبير للتغير في الطاقة الداخلية للغاز المثالي. أ-بريوري السعة الحرارية الموليةبحجم ثابت، . وبما أن الطاقة الداخلية للغاز المثالي هي دالة فقط لدرجة الحرارة

.

تنطبق نفس الصيغة أيضًا لحساب التغير في الطاقة الداخلية لأي جسم، ولكن فقط في العمليات ذات الحجم الثابت ( العمليات المتساوية); الخامس الحالة العامة ج الخامس (ت,الخامس) هي دالة لكل من درجة الحرارة والحجم.

إذا أهملنا التغير في السعة الحرارية المولية مع التغير في درجة الحرارة نحصل على:

Δ ش = ν ج الخامس Δ ت,

حيث ν هي كمية المادة، Δ ت- تغير درجة الحرارة.

الطاقة الداخلية للمادة والجسم والنظام

(اليونانية: ένέργια - نشاط, طاقة). الطاقة الداخلية هي جزء إجمالي طاقة الجسم (أنظمة الهاتف): ه = ه ك + ه ص + ش، أين ه ك - الطاقة الحركيةبالعين المجردة حركةأنظمة, ه ص - الطاقة الكامنة، بسبب وجود قوى خارجية مجالات(الجاذبية، الكهربائية، الخ.) ش- الطاقة الداخلية . الطاقة الداخلية مواد، الهيئات، أنظمة الهيئات - وظيفة ولاية، يُعرّف بأنه إجمالي احتياطي الطاقة للحالة الداخلية للمادة أو الجسم أو النظام الذي يتغير (يُطلق) في عملية المواد الكيميائية تفاعلاتونقل الحرارة والأداء عمل. مكونات الطاقة الداخلية: (أ) الطاقة الحركية الحرارية احتماليةحركة الجزيئات (الذرات، الجزيئات، الأيوناتإلخ) التي تشكل المادة (الجسم، النظام)؛ (ب) الطاقة الكامنة للجزيئات بسبب جزيئاتها تفاعل; (ج) طاقة الإلكترونات في الأغلفة الإلكترونية والذرات والأيونات؛ (د) الطاقة النووية. لا ترتبط الطاقة الداخلية بعملية تغيير حالة النظام. مع أي تغييرات في النظام، تظل الطاقة الداخلية للنظام مع بيئته ثابتة. أي أن الطاقة الداخلية لا تضيع ولا تكتسب. وفي الوقت نفسه، يمكن أن تنتقل الطاقة من جزء من النظام إلى آخر أو يتم تحويلها من جزء آخر نماذجإلى آخر. هذه إحدى الصيغ قانونحفظ الطاقة - القانون الأول للديناميكا الحرارية. يمكن تحويل جزء من الطاقة الداخلية إلى عمل. هذا الجزء من الطاقة الداخلية يسمى الطاقة الحرة - ز. (في مركبات كيميائيةيطلق عليه مادة كيميائية محتمل). أما بقية الطاقة الداخلية التي لا يمكن تحويلها إلى شغل فتسمى الطاقة المرتبطة - دبليو ب .

إنتروبيا

الانتروبيا (من اليونانيةἐντροπία - تحويل، تحويل) إلى علوم طبيعية- مقياس الاضطراب أنظمة، تتكون من العديد عناصر. على وجه الخصوص، في الفيزياء الإحصائية - يقيس الاحتمالاتتنفيذ أي دولة مجهرية. الخامس نظرية المعلومات- مقياس عدم اليقين لأي تجربة (اختبار)، والتي قد تكون لها نتائج مختلفة، وبالتالي مقدارها معلومة; الخامس العلوم التاريخية، ل تفسيرات ظاهرةالتاريخ البديل (الثبات و التقلبعملية تاريخية).