Сформулювати перший закон термодинаміки. Поняття про внутрішню енергію та ентальпію.

Перший закон термодинаміки можна сформулювати так: вічний двигун першого роду неможливий,тобто неможливо побудувати машину,яка виконувала б механічну роботу, не витрачаючи на це відповідної кількості енергії.

Ентальпія (H) -термодинамічний потенціал, що характеризує стан термодинамічної системи при виборі як основних незалежних змінних ентропії(S) і тиску(P).

Із внутрішньою енергією (U) системи ентальпія зв’язана співвідношенням:

H=U+PV

Внутрішня енергія тіла - повна енергія термодинамічної системи за винятком її кінетичної енергії як цілого і потенціальної енергії тіла в полі зовнішніх сил.

Види термохімічних реакцій.

Реакції бувають: Екзотермічні (з виділенням теплоти) і Ендотермічні (з поглинанням теплоти)

Термохімічне рівняння – хімічне рівняння,в якому зазначено агрегатний стан речовин і тепловий ефект реакції:

C(т)+O2(г)=СО2(гг)+Q кДж

Значення теплового ефекту відносять до того числа молів вихідних речовин та продуктів реакції,яке відповідає стехіометричним коефіцієнтам.

В термохімічних рівняннях зазначають агрегатний стан речовин:

Стехіометрична кількість – це кількість речовин,взятих в співвідношеннях пропорційних коефіцієнтам реакції.

Закон Гесса.

Тепловий ефект не залежить від шляху протікання хімічних реакцій,тобто від кількості стадій.

Стандартна теплота утворення – це тепловий ефект реакції утворення 1 моля складної речовини з простих речовин,взятих в стійких алотропних модифікаціях за стандартних умов.

Стандартна теплота згортання – це тепловий ефект реакції окиснення даної сполуки киснем за стандартних умов із утворенням вищих оксидів елементів,що входять до складу цієї сполуки.

 

4. Наслідки з закону Гесса. Розрахунок ΔН реакції за стандартними теплотами утворення і згорання речовини.
1 Наслідок: тепловий ефект прямої реакціі Н дорівнює за величиною та протилежний за знаком тепловому ефекту зворотної реакціі ΔН 2, тобто ΔН 1 =Н2

2Наслідок: Якщо здійснюється дві реакціі з різними початковими станами,результатом яких є однаковий кінцевий стан,то різниця між їх тепловими ефектами являє собою тепловий ефект переходу з одного початкового стану в інший

3 Наслідок: дві реакціі з різних початкових положень до однакового кінцевого положення дають різницю теплоти,яка дорівнює теплоті реакціі переходу з одного початкового положення в друге

5. Дати визначення 2-го закону термодинаміки. Поняття про ентропію та енергію Гіббса. Їх використання для інтерпретації самочинності процесів.

2 Закон Термодинаміки.
В ізольованих системах самочинно перебігають тільки ті процеси, що супроводжуються зростанням ентропії.
Цей закон має статистичний характер,поширюється лише на системи, які складаються з великої кількості частинок.
Ентропія-термодинамічна функція, яка є мірою невпорядкованості і характеризує відносну імовірність стану системи.Основною іі властивістю є збільшення у замкнутій системі,що змінює свій стан у напрямку рівноваги.

Енергія Гіббса є критерієм самочинного перебігу хім..реакціі.Збільшення енергіі Гіббса є умовою неможливості самочинного протікання прямої реакціі за даних умов.
Якщо енергія Гіббса не змінюється,то можливе самочинне протікання реакціі як у прямому, так і у зворотньому напрямку,тобто система перебуває у стані рівноваги.

6. Прогнозування направлення самодовільних процесів. Екзергонічні та ендергоічні процеси, які відбуваються в організмі.
У випадку протікання самодовільних процесів у ізольованій системі ентропія завжди збільшується,таким чином збільшення ентропіі слугує критерієм для визначення (прогнозування) самодовільних процесів.
Екзергонічні реакціі- до них належать катаболітичні реакціі-розщеплення або окиснення паливних молекул,котрі знаходяться в організмі у складі харчових продуктів.
До ендергонічних належать анаболітичні реакціі –реакціі синтезу складних біоорганічних сполук –клітинних макромолекул.

7. Дати визначення макроергічним сполукам. Гідроліз АТФ. Характеристика макроергічних зв’язків.
Макроергічні сполуки- біомолекули, що мають зв язки,стандартна вільна енергія гідролізу яких складає 15-5 ккал/моль.Вони позначаються символом ~ (тильда) –символ макроергічного зв’язку. Символ «~Р» означає наявність високоенергетичного фосфатного зв’язку.
При гідролізі АТФ (продукти його гідролізу-АДФ і АМФ) відбувається звільнення значної кількості енергії. Гідроліз макроергічних зв'язків молекули АТФ, супроводжуваний відщепленням 1 або 2 залишків фосфорної кислоти, призводить до виділення, за різними даними, від 40 до 60 кДж / моль.
АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 + енергія

АДФ + H2O → АМФ + H3PO4 + енергія