Понятие теплового эффекта тесно связано с понятием энтальпии термодинамической системы. Это тепловая энергия, которая может быть преобразована в теплоту при достижении определенной температуры и давления. Эта величина характеризует состояние равновесия системы. 2Любая химическая реакция всегда сопровождается выделением или поглощением некоторого количества теплоты. В данном случае под реакцией подразумевается воздействие реагентов на продукты системы. При этом возникает тепловой эффект, который связан с изменением энтальпии системы, а ее продукты принимают температуру, сообщаемую реагентами. 3В идеальных условиях тепловой эффект зависит только от характера химической реакции. Это такие условия, при которых принимается, что система не совершает никакой работы, кроме работы расширения, а температуры ее продуктов и воздействующих реагентов равны. 4Различают два типа протекания химической реакции: изохорный (при постоянном объеме) и изобарный (при постоянном давлении). Формула теплового эффекта выглядит следующим образом:dQ = dU + PdV, где U – энергия системы, P – давление, V – объем. 5При изохорном процессе слагаемое PdV обращается в ноль, поскольку объем не меняется, значит, не происходит расширения системы, поэтому dQ = dU. При изобарном процессе давление постоянно, а объем увеличивается, что означает, что система совершает работу расширения. Поэтому при вычислении теплового эффекта к изменению энергии самой системы прибавляется энергия, расходуемая на совершение этой работы: dQ = dU + PdV. 6PdV – величина постоянная, поэтому ее можно внести под знак дифференциала, следовательно dQ = d(U + PV). Сумма U + PV полностью отражает состояние термодинамической системы, а также соответствует состоянию энтальпии. Таким образом, энтальпия есть энергия, расходуемая при расширении системы. 7Наиболее часто рассчитывают тепловой эффект двух видов реакций – образования соединений и сгорания. Теплота сгорания или образования – табличная величина, поэтому тепловой эффект реакции в общем случае можно вычислить, просуммировав теплоты всех участвующих в ней веществ.
