Тепловой эффект реакции
Тепловой эффект реакции — это количество теплоты, которое выделяется или поглощается при химическом превращении. Он показывает, насколько энергетически изменяется система в результате реакции.
Формула и знак
Для реакции, записанной в термохимическом виде, тепловой эффект обозначают \(Q\). При принятом в школьной химии соглашении \(Q>0\) означает выделение теплоты, а \(Q<0\) — её поглощение. Для количества вещества \(n\) тепловой эффект можно рассчитать так:
Здесь \(Q_m\) — тепловой эффект реакции для 1 моль вещества по записанному уравнению. В термодинамической записи используют энтальпию: при постоянном давлении \(Q_p=\Delta H\), поэтому при выделении теплоты \(ΔH<0\), а при поглощении \(ΔH>0\). Подробнее знак величины рассматривают на странице «Знак теплового эффекта реакции».
При сгорании 1 моль метана выделяется 890 кДж теплоты. Для реакции \(\mathrm{CH_4+2O_2\rightarrow CO_2+2H_2O}\) записывают \(Q=+890\) кДж по школьному соглашению о тепловом эффекте. Если прореагировало 2 моль метана, выделится \(Q=2\cdot890=1780\) кДж.
Тепловой эффект реакции — не то же самое, что температура смеси. Температура может измениться из-за выделения теплоты, но зависит также от массы веществ, их теплоёмкости и условий теплообмена. Тепловой эффект относят ко всей реакции и её количественным коэффициентам; он записывается в термохимическом уравнении.
Что означает отрицательный тепловой эффект \(Q<0\) в школьном соглашении?
Главное
- Тепловой эффект — количество теплоты, выделяемое или поглощаемое при химической реакции.
- В школьном соглашении \(Q>0\) соответствует выделению теплоты, а \(Q<0\) — поглощению.
- Величина теплового эффекта пропорциональна количеству вещества, участвующего в реакции.