Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики

Нажмите для полного просмотра!

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №2

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №3

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №4

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №5

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №6

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №7

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №8

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №9

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №10

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №11

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №12

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №13

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №14

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №15

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №16

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №17

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №18

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №19

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №20

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №21

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №22

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №23

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №24

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №25

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №26

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №27

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №28

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №29

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №30

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №31

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №32

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №33

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №34

Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики, слайд №35

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Химическая термодинамика и биоэнергетика. Первый закон термодинамики. Доклад-сообщение содержит 35 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Химическая термодинамика и биоэнергетика Первый закон термодинамики

Слайд 2

Описание слайда:

План лекции Общие понятия Классификация термодинамических систем Первый закон термодинамики Энтальпия Тепловой эффект химической реакции Закон Гесса

Слайд 3

Описание слайда:

Виды энергетических эффектов Практически любая реакция сопровождается энергетическим эффектом: Выделением или поглощением тепла Света Электричества Совершением работы

Слайд 4

Описание слайда:

Предмет химической термодинамики Изучает законы, которые управляют энергетическими эффектами химических и биохимических реакций Переход энергии из одной формы в другую, от одной части системы к другой Возможность и направление протекания самопроизвольных процессов

Слайд 5

Описание слайда:

Особенности химической термодинамики Имеет дело только с макроскопическими объектами Не использует в своих законах понятие времени Не изучает скорость процессов, изучает различные состояния системы

Слайд 6

Описание слайда:

Термодинамическая система Произвольно выбранная часть пространства, заполненная одним или совокупностью нескольких веществ и отделенная от окружающей среды реальной или гипотетической (мысленной) поверхностью раздела Например, раствор веществ в колбе – система, а воздух, отделенный поверхностью раздела и стеклом – внешняя среда

Слайд 7

Описание слайда:

Термодинамические параметры системы Объем системы Масса системы Масса или концентрация компонентов Температура Давление

Слайд 8

Описание слайда:

Функции состояния системы Энергетические характеристики, которые зависят от термодинамических параметров, характеризующих состояние, и не зависят от способа достижения данного состояния системы (внутренняя энергия Е, энтальпия Н)

Слайд 9

Описание слайда:

Классификация систем Изолированная – система не обменивается с внешней средой ни энергией, ни веществом Закрытая – система обменивается с внешней средой энергией, но не обменивается массой Открытая – система обменивается с внешней средой и энергией и массой

Слайд 10

Описание слайда:

Гомогенная – система, которая включает в себя один или несколько компонентов в одном агрегатном состоянии, не имеющих поверхности раздела Гомогенная – система, которая включает в себя один или несколько компонентов в одном агрегатном состоянии, не имеющих поверхности раздела Гетерогенная – система, которая включает в себя несколько компонентов в различном агрегатном состоянии, имеющих поверхность раздела Физически гомогенная часть системы, которую можно отделить механическим путем – фаза

Слайд 11

Описание слайда:

Первый закон термодинамики Это частное выражение более общего закона природы о сохранении материи и ее движения Разные формы энергии не исчезают и не возникают из ничего, а переходят друг в друга в строго эквивалентном соотношении

Слайд 12

Описание слайда:

Математическое выражение Для изолированной системы общий запас внутренней энергии остается постоянным Е = 0 Для закрытой системы энергия, полученная системой в форме теплоты расходуется на увеличение внутренней энергии и на совершение работы Q = Е + А

Слайд 13

Описание слайда:

Полная энергия системы Кинетическая – энергия движения системы как целого Потенциальная – энергия, обусловленная положением системы в каком-либо внешнем поле Внутренняя - энергия, которой обладают атомы и молекулы и освобождающаяся при химических или физических процессах

Слайд 14

Описание слайда:

Внутренняя энергия (Е) Кинетическая энергия поступательного, вращательного и колебательного движения частиц в системе Потенциальная энергия взаимодействия между частицами (притяжения и отталкивания) Потенциальная энергия, обусловленная силами межмолекулярной (межатомной) химической связи и конфигурации молекул E = ? Е = Е2 – Е1 Измеряют в ккал/моль или в кДж/моль

Слайд 15

Описание слайда:

Формы обмена энергией Работа – упорядоченная форма передачи энергии, сопровождающаяся переносом частиц вещества в определенном направлении (работа расширения) Теплообмен – неупорядоченная форма передачи энергии; происходит в результате хаотического теплового движения молекул и не сопровождается переносом вещества

Слайд 16

Описание слайда:

Работа В химических процессах наиболее часто встречается механическая работа, связанная с преодолением внешнего давления, действующего на систему, в которой протекает химическая реакция с изменением объема реагирующих веществ

Слайд 17

Описание слайда:

Пример А = рV V = V2 – V1

Слайд 18

Описание слайда:

Тепловой эффект химической реакции Относят к 1 молю вещества и к определенному агрегатному состоянию Реакция эндотермическая: +Q Реакция экзотермическая: -Q 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(ж) ; Q = -285 кДж/моль 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г) ; Q = -242 кДж/моль 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(ж) + 570 кДж

Слайд 19

Описание слайда:

Примеры тепловых эффектов Значение тепловых эффектов химических реакций колеблется от 4 до 4000 кДж/моль

Слайд 20

Описание слайда:

Энтальпия (теплосодержание) Н Химические реакции могут протекать: При постоянном давлении – изобарные процессы При постоянном объеме – изохорные При постоянной температуре – изотермические Система не обменивается теплотой с окружающей средой – адиабатические

Слайд 21

Описание слайда:

Большинство реакций – изобарные. Для них: Большинство реакций – изобарные. Для них: Q = E + A; A = pV Q = E + pV E = E2 – E1; V = V2 – V1 Q = E2 – E1 + pV2 – pV1 = (E2 + pV2) – (E1 + pV1) E1 + pV1 = H1; Е2 + рV2 = Н2 Q = H2 – H1 = H Величина теплового эффекта для изобарного процесса равна изменению энтальпии, если единственным видом работы является работа расширения

Слайд 22

Описание слайда:

Определение Энтальпия – функция состояния, приращение которой равно теплоте, полученной системой в изобарном процессе Для термохимических расчетов необходимо, чтобы энтальпии реакции были отнесены к стандартным условиям, иначе значения Н будут несопоставимы: Р = 1атм; Т = 298К (25С)

Слайд 23

Описание слайда:

Стандартная энтальпия образования вещества (Н298) Для сложного вещества: изменение энтальпии системы Н, сопровождающееся образованием 1 моля вещества из простых веществ при стандартных условиях Для простого вещества: Н298 в стандартном состоянии условно считают равной 0 (О2) Для многих реакций изменение энтальпии можно рассчитать с помощью справочных таблиц стандартных энтальпий образования продуктов и исходных веществ

Слайд 24

Описание слайда:

Стандартные теплоты образования некоторых соединений

Слайд 25

Описание слайда:

Закон Гесса Суммарный тепловой эффект реакции не зависит от промежуточных состояний и путей перехода, а зависит только от начального и конечного состояния системы

Слайд 26

Описание слайда:

Следствия из закона Гесса №1. Тепловой эффект реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции и сумм теплот образования исходных веществ с учетом количества всех молей, участвующих в реакции Н298 = ∑ Н298 - ∑ Н298 реакции тепл. обр. продуктов тепл. обр. исходных вв №2. Тепловой эффект реакции равен разности сумм теплот сгорания исходных веществ и сумм теплот сгорания продуктов реакции Н298 = ∑ Н298 - ∑ Н298 реакции тепл. сгор. исходных вв тепл. сгор. продуктов

Слайд 27

Описание слайда:

№3. Тепловой эффект образования вещества равен тепловому эффекту разложения с обратным знаком (частный закон Лавуазье-Лапласа) №3. Тепловой эффект образования вещества равен тепловому эффекту разложения с обратным знаком (частный закон Лавуазье-Лапласа) Н298 = - Н298 образования разложения №4. Если протекают 2 реакции, приводящие из одинаковых начальных состояний к разным конечным состояниям, то разница тепловых эффектов этих реакций будет равна тепловому эффекту перехода одного конечного состояния в другое 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(Ж); Q = -285 кДж 2H2(г) + O2(г) = 2H2O(г); Q = -242 кДж

Слайд 28

Описание слайда:

№5. Если протекают 2 реакции, из разных начальных состояний приводящие к одинаковым конечным, то разница тепловых эффектов этих реакций будет равна тепловому переходу одного начального состояния в другое №5. Если протекают 2 реакции, из разных начальных состояний приводящие к одинаковым конечным, то разница тепловых эффектов этих реакций будет равна тепловому переходу одного начального состояния в другое C(уголь) + O2 = CO2(г); Q = 393 кДж C(графит) + O2 = CO2(г); Q = 409 кДж

Слайд 29

Описание слайда:

Применение I закона термодинамики к живым организмам Живой организм – открытая система Энергия не продуцируется организмом, а выделяется при окислении питательных веществ Энергия пищи накапливается в организме постепенно в виде химической энергии макроэргических связей (АТФ и др.), а не в виде теплоты По мере необходимости энергия макроэргических связей расходуется на совершение всех видов работ

Слайд 30

Описание слайда:

Виды работ в организме Сокращение мышечных волокон Активный перенос веществ через клеточные мембраны Химическая работа по синтезу органических соединений, входящих в состав тканей организма

Слайд 31

Описание слайда:

Теплота сгорания 1г пищевых веществ (в кДж) В организме белки сгорают до продуктов неполного окисления, а в кислороде окисление полное

Слайд 32

Описание слайда:

Изучение энергетического баланса организма Калориметрия: Прямая – человека помещают в изолированную камеру, определяют количество теплоты, излучаемой живым организмом, выделяющегося СО2 и др. продуктов метаболизма, расход О2 и питательных веществ Непрямая – используют расчеты на основании дыхательных коэффициентов и калорического эквивалента кислорода

Слайд 33

Описание слайда:

Дыхательный коэффициент Соотношение между объемом выделенного СО2 и поглощенного О2

Слайд 34

Описание слайда:

Калорический эквивалент кислорода Количество теплоты, выделяющейся при утилизации 1л О2

Слайд 35

Описание слайда:

Применение законов и методов химической термодинамики Составление научно обоснованных норм потребления пищевых веществ для разных групп населения Изучение тепловых эффектов различных биохимических реакций in vitro Исследование физиологических процессов в клетке Изучение различных патологических явлений путем сравнения энергетики здоровых и больных клеток Разработка диагностики и методов лечения заболеваний Расчет энергетической ценности практически любых продуктов питания