ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теплоемкость из "Химическая термодинамика к курсу общей химии" Теплоемкостью вещества называется отношение количества теплоты, получаемого веществом при нагревании или отдаваемого при охлаждении, к соответствующему изменению температуры вещества. Если теплоемкость относится к I г вещества, то она носнт название удельной, если к 1 г-атому или 1 г-молю вещества, то теплоемкость называется соответственно атомной или молярной. Умножением удельной теплоемкости на атомный или молекулярный вес получают атомную или молярную теплоемкости. [c.14] Изобарные и изохорные теплоемкости для гелия, неона, аргона и других одноатомных газов прекрасно совпадают с вычисленными по формулам (21) и (22). [c.15] Поступательное движение атома в пространстве в любом произвольном направлении может быть разложено по трем взаимно перпендикулярным направлениям или, что то же самое, по трем координатным осям. В этом случае говорят, что атом имеет три степени свободы поступательного движения. Если бы молекула двигалась только по одной координатной оси, т. е. если бы она обладала одной степенью свободы, то кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы равнялась 7г кТ, а 1 г-мол (6,02-1022 молекул) — /2 НТ. [c.15] Если бы молекулы газа двигались по плоской поверхности, т. е. их движение могло быть описано изменением координат по двум осям, то молекула обладала бы двумя степенями свободы и кинетическая энергия 1 г-моля газа составляла бы /2 НТ=КТ. При движении в пространстве между тремя координатными осями молекулы обладают уже тремя степенями свободы и кинетическая энергия 1 моля газа равна 12ЯТ. Таким образом, на каждую степень свободы движения молекулы приходится /2 кТ, а в пересчете на 1 моль газа гЯТ. Эта величина, как условно принято считать, не зависит от вида движения молекулы. Если молекула имеет более трех степеней свободы движения, т. е. кроме поступательного движения совершает, например, вращательное движение в одном направлении, то на это вращательное движение приходится энергия, равная У2ЯТ на 1 моль газа. [c.15] Двухатомные молекулы имеют 5 степеней свободы три степени свободы поступательного движения и две степени свободы вращательного движения (рис. 2). Вращательное движение двухатомных молекул осуществляется только вокруг осей, перпендикулярных линии, соединяющей атомы. Вращение вокруг линии (оси), соединяющей атомы, требует очень малого количества энергии, которое не учитывается. [c.15] Легко видеть, что по мере увеличения молекулярного веса газа возрастают отклонения теплоемкости от расчетной величины. Это объясняется увеличением вклада вращательной энергии молекулы вдоль оси, соединяющей атомы. [c.16] Су=6-- К = 3/ 6 кал моль град. [c.16] В табл. 2 приведены теплоемкости некоторых трехатомных молекул. [c.16] Теплоемкости трехатомных и более сложных молекул (табл. 3) значительно отличаются от расчетных и, кроме того, сильно зависят от температуры. [c.16] Читатель, вероятно, обратил внимание на индекс О при обозначении теплоемкости в табл. 1—3. Тут следует сказать, что термодинамические характеристики веществ и реакций зависят от условий проведения реакций и измерений. Справочные значения этих величин относят к так называемому стандартному состоянию вещества, в качестве которого принимают его парциальное давление, равным 1 атж,,и концентрацию, равной 1 г-молЦ. Температура, равная 298, 16°К, называется также стандартной (для сокращения пишут просто 298°). Все величины, относящиеся к стандартным условиям, отмечают индексом О и называют стандартными. Например, стандартная изобарная темплоемкость Ср. стандартная энтальпия образования ДЯ р, Ц 1дартная энтропия 5°, стандартный изобарный потенциал АС°, стандартный электродный потенциал и т. п. [c.17] теплоемкость кристалла простого вещества должна быть 1равна 6 кал г-атом-град. Это правило соблюдается только при достаточ но высоких температурах. [c.18] Чтобы установить точный атомный вес элемента, нужно знать его эквивалент, который определяется значительно точнее экспериментальным путем. Атомный вес элемента равен его эквиваленту, умноженному на валентность. Валентность есть целое число и, разделив приблизительный атомный вес, определенный из удельной теплоемкости по правилу Дюлонга и Пти, и округлив полученное частное до целого числа, найдем валентность элемента. Умножив эквивалент на валентность, получим точную величину атомного веса. [c.18] И точный атомный вес равен 37,7-3=113. Это позволило Менделееву поместить индий на свободное место с порядковым номе-рохм 49 в периодической системе (современное значение атомного веса индия равно 114,8). [c.19] Задачи 9. Определите удельную теплоемкость азота при постоянном давлении и при постоянном объеме. [c.19] Вернуться к основной статье