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1. Hauptsatz

Beispiel

Bei der thermischen Zersetzung von CaCO3 nach

CaCO 3 (f) CaO(f) + CO 2 ( g )   Δ H = 175,7 kJmol-1

wird bei 900 °C ein CO2-Druck von 1,013 bar erreicht. Zur Zersetzung von 1 mol CaCO3 werden 175,7 kJ Wärme verbraucht. Vernachlässigt man die geringe Volumenänderung der festen Phasen, so gilt für die Änderung der inneren Energie:

Δ U = Δ H - Δ n R T, Δ n = 1 - 0 = 1 Δ U = 175,7 kJ -1 8,31 JK-1mol-1 1173 K Δ U = 175,7 kJmol-1 - 9,7 kJmol-1 = 166 kJmol-1

Die innere Energie nimmt nur um 166 kJ zu, denn 9,7 kJ werden zur Leistung von Arbeit gegen den Außendruck verbraucht.

Die Verbrennungswärme von 1 mol Methan wurde bei 25 °C in einem Bombenkalorimeter zu -885 kJ gemessen. Wie groß ist ΔH bei der Verbrennung unter Normaldruck?

CH 4 ( g ) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (fl)
Δn = 1- (1+2) = -2 Δ H = Δ U+ Δ n R T Δ H = -885 kJmol-1 + (-2) ⋅ 8.31 JKmol-1 298K Δ H = -885 kJmol-1 -4.95 kJmol-1 =-890 kJmol-1

Bei der Verbrennung unter Atmosphärendruck wird am System Volumenarbeit geleistet, es wird mehr Wärme frei als bei der Verbrennung im Kalorimeter.

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