Энергетика химических реакций

Часто задаваемые вопросы

Что такое химическая энергия?

Химическая энергия – это форма потенциальной энергии, запасающаяся в связях химических соединений. Он выделяется или поглощается в ходе химических реакций.

Почему химическая энергия важна?

Химическая энергия важна, потому что она фундаментальный источник энергии для различные процессы в природе и Деятельность человека. Он питает наши тела, заправляет транспортные средства, вырабатывает электроэнергию и играет решающую роль в многие промышленные процессы.

Где находится химическая энергия?

Химическую энергию можно найти в различные формы и локации. Он присутствует в батареях, продуктах питания, угле, растениях и даже в наши собственные тела. Химическая энергия окружает нас повсюду и используется в много разных способов.

Каковы примеры химической энергии?

Примеры химической энергии включают батареи, уголь, продукты питания и даже человеческое тело. Химическая энергия также присутствует в природе, например, в растениях и других органическая материя.

Как химическая энергия используется в повседневной жизни?

Химическая энергия используется в многочисленные способы in наша повседневная жизнь. Это силы наши электронные устройства через батареи, обеспечивает тепло и свет за счет сгорания топлива и участвует в пищеварение и метаболизм пищи в нашем организме.

Когда используется химическая энергия?

Химическая энергия используется всякий раз, когда происходит химическая реакция. Он выпускается, когда химические связи ломаются и поглощаются, когда новые облигации формируются. Эта энергия накапливается и используется в различные приложения.

Каково определение химической энергии?

Химическая энергия – это форма потенциальной энергии, запасающаяся в связях химических соединений. Это энергия, которая выделяется или поглощается в ходе химических реакций.

Каковы примеры химической энергии в продуктах питания?

Химическая энергия в пище очевидна, когда мы потребляем ее для получения энергии. Углеводы, жиры и белки в наша диета содержать накопленная химическая энергия который высвобождается в процессе пищеварения и обмена веществ и питает наш организм.

Как химическая энергия присутствует в организме человека?

Химическая энергия присутствует в организме человека в виде накопленная энергия в таких молекулах, как АТФ (аденозинтрифосфат). АТФ является основной энергетической валютой клеток и используется для различные клеточные процессы.

Где мы можем найти примеры химической энергии в природе?

Примеры химической энергии в природе можно найти в растениях, где фотосинтез преобразует солнечный свет в химическую энергию, запасаемую в глюкозе. Эта энергия затем используется завод для роста и другие метаболические процессы.

Что такое термоядерная реакция?

Ядерную энергию можно получить двумя способами: делением тяжелых ядер и синтезом (слиянием) легких ядер. Для слияния легких ядер необходимо, чтобы они сблизились на расстоянии около 10 в минус 12 см, так как ядерные силы действуют на очень маленьких расстояниях. Этому сближению препятствует кулоновское отталкивание ядер, которое может быть преодолено за счет большой кинетической энергии теплового движения ядер. Следовательно, подобные реакции могут протекать только при очень высоких температурах. Ядерный синтез, происходящий в разогретом веществе, называют термоядерным (термоядерная реакция).

Рис. 1. Термоядерная энергия.

Термоядерные реакции, идущие в недрах звезд, играют очень важную роль в эволюции Вселенной. Они – источник ядер химических элементов, которые синтезируются из водорода в звездах.

Уникальная особенность термоядерных реакций как источника энергии – это очень большое энерговыделение на единицу массы реагирующих веществ, примерно в 10 миллионов раз больше, чем в химических реакциях. Вступление в синтез одного грамма изотопов водорода эквивалентно сгоранию 10 тонн бензина. Поэтому ученые давно стремятся овладеть этим гигантским источником энергии. В принципе мы умеем уже сейчас получать энергию в результате реакции термоядерного синтеза. Нагреть вещество до звездных температур можно, используя энергию атомного взрыва. Так устроена водородная бомба – самое страшное оружие современности, в которой взрыв ядерного запала приводит к мгновенному нагреву смеси дейтерия с тритием и последующему термоядерному взрыву.

На Солнце в качестве основного источника энергии выступают реакции протон-протонного цикла, когда из четырех протонов рождается одно ядро гелия. Энергия, которая выделяется в процессе синтеза, уносится образующими ядрами, нейтронами, нейтрино и квантами электромагнитного излучения.

Рис. 2. Солнце.

Условия термоядерного синтеза

Ученые стараются найти способы применения мирного, управляемого термоядерного синтеза. Какие же условия должны быть для этого выполнены?

Прежде всего необходимо нагреть термоядерное горючее до температуры, когда реакции синтеза могут происходить с заметной вероятностью. Но этого мало. Необходимо, чтобы при синтезе выделялось больше энергии, чем затрачивается ее на нагрев вещества, или, что еще лучше, чтобы рождающиеся при синтезе быстрые частицы сами поддерживали требуемую температуру горючего. Для этого нужно, чтобы вступающее в синтез вещество было надежно теплоизолировано от окружающей холодной среды, то есть чтобы время остывания, или, как говорят, время удержания энергии, было достаточно велико.

Требования к температуре и времени удержания зависят от используемого горючего. Легче всего осуществить синтез между тяжелыми изотопами водорода – дейтерием и тритием. При этом в результате реакции получается ядро гелия и нейтрон. Глядя на эту формулу становится ясно, какая энергия выделяется при термоядерной реакции:

Рис. 3. Пример термоядерной реакции.

Дейтерий имеется на Земле в огромных количествах в морской воде. Тритий же в природе отсутствует. Сегодня его получают искусственно, облучая в ядерных реакторах нейтронами литий.

Что мы узнали?

Если говорить кратко, то термоядерная реакция – это реакция слияния легких ядер при очень высокой температуре, сопровождающаяся выделением энергии. В данной статье рассматриваются условия термоядерного синтеза и особенности термоядерных реакций.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Что такое фотосинтез

Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза.

Процессы фотосинтеза идут в тканях, содержащих хлоропласты, — преимущественно, в листе, на который приходится большая часть процессов фотосинтеза. Такая ткань называется хлоренхима, или мезофилл. 

Строение хлоропластов

Чтобы понять, что происходит в растении при фотосинтезе, изучим подробнее хлоропласты. Хлоропласты — это особые пластиды растительных клеток, в которых происходит фотосинтез. Основные элементы структурной организации хлоропластов высших растений представлены на рис.1.

Хлоропласт — это двумембранный органоид. Внешняя мембрана проницаема для большинства органических и неорганических соединений. Она содержит специальные транспортные белки, благодаря которым нужные для работы хлоропласта пептиды и другие вещества попадают в него из цитоплазмы. Внутренняя мембрана обладает избирательной проницаемостью и способна контролировать, какие именно вещества попадут во внутреннее пространство хлоропласта.

Для хлоропластов характерна сложная система внутренних мембран, позволяющая пространственно организовать фотосинтетический аппарат, упорядочить и разделить реакции фотосинтеза, несовместимые между собой, и их продукты. Мембраны образуют тилакоиды, которые, в свою очередь, собираются в «стопки» — граны. Пространство внутри тилакоидов называется внутритилакоидным пространством, или люменом. 

Внутреннее пространство хлоропласта между гранами заполняет строма — гидрофильный слабоструктурированный матрикс. В строме содержатся необходимые для реакций синтеза сахаров ферменты, а также рибосомы, кольцевая молекула ДНК, крахмальные зёрна.

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

1. Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II. 
2. Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
3. Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I,   отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ. 

Технологии получения, преобразования и использования энергии. Химическая энергия

Очень много процессов и явлений, происходящих на Земле, связаны с проявлениями химической энергии. Она задаёт рост и развитие всех живых организмов. С нею связано растворение в водах рек, озёр, морей и океанов различных веществ. Химическая энергия проявляется в процессах горения, гниения и др. Познание видов и проявлений химической энергии, их свойств позволило людям не только эффективно использовать природные вещества, но и создавать совершенно новые материалы с уникальными свойствами.

Вы узнаете:

• что такое химическая энергия и в чём она проявляется;

• как и в каких технологиях используется химическая энергия;

• почему химическая энергия может проявляться в виде взрыва.

Вы научитесь:

• использовать химическую энергию в доступных вам технологиях обработки материалов.

Страницы

Главная страницаОСНОВЫ ОБЩЕЙ ХИМИИ1.1 Важнейшие классы неорганических веществ2.1 Вещества. Атомы2.2 Размеры атомов2.3 Молекулы. Химические формулы2.4 Простые и сложные вещества2.5 Валентность элементов2.6 Моль. Молярная масса2.7 Закон Авогадро2.8 Закон сохранения массы веществ2.9 Вывод химических формул3.1 Строение атома. Химическая связь3.2 Строение атома3.4 Строение электронной оболочки атома3.5 Периодическая система химических элементов3.6 Зависимость свойств элементов3.7 Химическая связь и строение вещества3.8 Гибридизация орбиталей3.9 Донорно-акцепторный механизм образования3.10 Степени окисления элементов4.1 Классификация химических реакций4.2 Тепловые эффекты реакций4.3 Скорость химических реакций4.4 Необратимые и обратимые реакции4.5 Общая классификация химических реакцийНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ5.1 Растворы. Электролитическая диссоциация5.2 Количественная характеристика состава растворов5.3 Электролитическая диссоциация5.4 Диссоциация кислот, оснований и солей5.5 Диссоциация воды5.6 Реакции обмена в водных растворах электролитов5.7 Гидролиз солей6.1 Важнейшие классы неорганических веществ6.2 Кислоты, их свойства и получение6.3 Амфотерные гидроксиды6.4 Соли, их свойства и получение6.5 Генетическая связь между важнейшими классами6.6 Понятие о двойных солях7.1 Металлы и их соединения7.2 Электролиз7.3 Общая характеристика металлов7.4 Металлы главных подгрупп I и II групп7.5 Алюминий7.6 Железо7.7 Хром7.8 Важнейшие соединения марганца и меди8.1 Неметаллы и их неорганические соединения8.2 Водород, его получение8.3 Галогены. Хлор8.4 Халькогены. Кислород8.5 Сера и ее важнейшие соединения8.6 Азот. Аммиак. Соли аммония8.7 Оксиды азота. Азотная кислота8.8 Фосфор и его соединения8.9 Углерод и его важнейшие соединения8.10 Кремний и его важнейшие соединенияОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ9.1 Основные положения органической химии. Углеводороды9.2 Электронные эффекты заместителей в органических соединениях9.3 Предельные углеводороды (алканы)9.3.1 Насыщенные УВ. Метан9.4 Понятие о циклоалканах9.5 Непредельные углеводороды9.6 Диеновые углеводороды (алкадиены)9.7 Алкины9.8 Ароматические углеводороды9.9 Природные источники углеводородов10.1 Кислородсодержащие органические соединения10.2 Фенолы10.3 Альдегиды10.4 Карбоновые кислоты10.5 Сложные эфиры. Жиры10.6 Понятие о поверхностно-активных веществах10.7 Углеводы11.1 Амины. Аминокислоты11.2 Белки11.3 Понятие о гетероциклических соединениях11.4 Нуклеиновые кислоты12.1 Высокомолекулярные соединения12.2 Синтетические волокна▼

Закон Гесса

Составляет основу термохимических расчетов, утверждая, что независимо от того, как протекает реакция, ее тепловой эффект всегда одинаков

Это позволяет рассчитать стандартную энтальпию реакции (ΔrHϴ), принимая во внимание используемые стандартные условия, т.е. давление 105 Па и произвольную температуру

Поскольку энтальпия является функцией состояния, ее изменение зависит только от двух значений — в начальном состоянии и в конечном состоянии, что в химической реакции означает состояния субстратов и продуктов, соответственно. Закон Гесса выражается уравнением, содержащим стехиометрические коэффициенты (v) и стандартные молярные энтальпии образования (ΔfHϴ):

Дизель

Дизель широко используемое топливо который использует сила химической энергии. Полученный из сырой нефтиДизельное топливо обычно используется в транспортных средствах, генераторах и тяжелая техника. Он известен его высокая плотность энергии и эффективность, что делает его популярным выбором для различные приложения.

Энергетическая ценность дизельного топлива

Дизельное топливо содержит значительная сумма химической энергии, которая выделяется при сгорании. Содержание энергии дизельного топлива измеряется в Британские тепловые единицы (БТЕ) ​​или джоули на литр. В среднем дизельное топливо содержит около 130,000 XNUMX БТЕ за галлон (35 мегаджоулей за литр), что делает его одним из самое энергоемкое топливо в наличии.

Процесс горения

При сгорании дизельного топлива оно подвергается процесс горения что преобразует его химическая энергия в тепловую энергию. Этот процесс включает в себя Реакция дизельного топлива с кислородом из воздух, что приводит к выделению тепла и образованию двуокись углерода (СО2) и водяной пар (H2O) в качестве побочных продуктов.

Применение дизеля

Дизельное топливо широко используется на транспорте, особенно в дизельные двигатели. Эти двигатели обычно встречаются в грузовиках, автобусах, поездах, кораблях и даже некоторые машины. Высокая плотность энергии дизельного топлива позволяет транспортным средствам путешествовать большие расстояния on одиночный танк в сравнении с автомобили с бензиновым двигателем.

Помимо транспорта, дизельное топливо также используется в различные промышленные применения. Дизельные генераторы обычно используются для предоставления резервное питание in отдаленные районы или во время Перебои питания. Строительное оборудование, сельскохозяйственная техника, и горные машины также полагаться на дизельные двигатели для их потребности в энергии.

Преимущества дизеля

Существуют несколько преимуществ к использованию дизельного топлива:

1. Энергоэффективность: Дизельные двигатели известны их высокая эффективность, конвертируя большая часть of топливоэнергия в полезная работа в сравнении с Другие типы двигателей.

2. Долговечность: Дизельные двигатели созданы, чтобы выдерживать тяжелая ноша и суровые условия, что делает их подходящими для требовательных приложений.

3. Наличие топлива: Дизельное топливо легко доступно в большая часть частей мира, что делает его удобным выбором для транспорт и промышленные цели.

4. Снижение выбросов углекислого газа: дизельные двигатели производят меньше двуокись углерода выбросы по сравнению с бензиновые двигатели, способствуя снижению Выбросы парниковых газов.

Экологические соображения

Несмотря на то, что дизельное топливо имеет преимущества с точки зрения энергоэффективности и снижение выбросов углерода, важно учитывать его воздействие на окружающую среду. При сгорании дизельного топлива выделяются такие загрязняющие вещества, как оксиды азота (NOx) и твердых частиц (PM), которые могут способствовать загрязнение воздуха и имеют неблагоприятные последствия для здоровья

Предпринимаются усилия по развитию более чистые дизельные технологии и улучшить системы контроля выбросов смягчить эти опасения.

В заключение отметим, что дизельное топливо является ярким примером химической энергии в действии. Его высокая плотность энергии, эффективность и Широкое использование на транспорте и в промышленности делают его неотъемлемой частью наш современный мир

Тем не менее, крайне важно продолжать изучение более чистых и более устойчивые альтернативы минимизировать воздействие на окружающую среду связанные с сжигание дизельного топлива

Первый закон термодинамики

Первое важное правило, касающееся энергетики химических реакций, сформулировано в первом законе термодинамики, который гласит, что внутренняя энергия системы, которая обменивается энергией только с окружающей средой (закрытая система), может изменяться только по способу работы и тепла. Это отражено в уравнении Гельмгольца:. ∆U = Q + W

∆U = Q + W

Где ΔU представляет собой изменение внутренней энергии, Q — тепло, а W — символизирует работу. Из уравнения видно, что внутренняя энергия изолированной системы, т.е. системы, которая не обменивается энергией или массой с окружающей средой, постоянна.

С другой стороны, компоненты внутренней энергии — это все кинетические энергии атомов, ионов, молекул, электронов и компонентов атомного ядра, присутствующих в реакционной системе, а также энергии их взаимодействий друг с другом, то есть энергии химических связей, взаимодействий между зарядами и тому подобное

Обратите внимание, что внутренняя энергия не включает кинетическую или потенциальную энергию системы в целом. Сумма кинетической и потенциальной энергии системы в целом и внутренней энергии составляет полную энергию системы (E)

Записи термохимических реакций

При рассмотрении химических реакций, наряду с их энергетическими потребностями и распределениями, тепловые эффекты, характерные для реакций, включаются в обозначения химического уравнения. Для экзотермических реакций абсолютное значение возникающего энергетического эффекта записывается со стороны продукта. Напротив, при записи эндотермической реакции абсолютное значение поглощенной энергии записывается со стороны субстратов. Например:

1. Экзотермическая реакция:
2. Эндотермическая реакция: 2H₃PO₄ + 3Mg(OH)₂ + 407kJ = Mg₃(PO₄)₂ + 6H₂O

Другой способ — записать уравнение химической реакции, рядом с которым указано значение энергетического эффекта. В этом случае значение, соответствующее энергии экзоэнергетической реакции, отрицательно, а эндоэнергетической — положительно. Например:

1. Экзоэнергетическая реакция: Fe + S → FeS ∆H= -95,2 kJ/mol
2. Эндоэнергетическая реакция: FeS → Fe + S ∆H= 95,2 kJ/mol

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

1. Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
2. Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
3. Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле. 

Закон Кирхгофа

Позволяет преобразовывать расчеты для вычисления стандартной энтальпии реакции для определенной температуры, если известно ее значение при другой температуре. Также известна температурная зависимость молярной теплоты всех реагентов. Этот закон применим, поскольку изменение энтальпии реакции зависит от условий, при которых она протекает — она изменяется при изменении температуры и давления. Вывод формулы следует начать с определения теплоемкости, т.е. отношения количества подведенного тепла к повышению температуры:

Предполагая изотермические условия, ее можно преобразовать:

Масштабирование полученного уравнения и преобразование теплоемкости в член, соответствующий изменению стандартной теплоемкости, отражает уравнение закона Кирхгофа:

Для стандартных условий изменение теплоемкости реакции описывается уравнением, в котором переменные v — стехиометрические коэффициенты, а также  обозначающим стандартную молярную теплоту данного реагента. При небольшой разнице температур (до 100 К) значение стандартной молярной теплоты реагента принимается постоянным в заданном диапазоне. Затем можно использовать упрощенную форму закона Кирхгофа, если предполагается, что теплоемкости реагентов не зависят от температуры, а при постоянном давлении :

Энтальпия системы (H)

Это еще одно важное понятие, связанное с энергетикой химических реакций, означающее на практике сумму внутренней энергии системы и произведения давления и объема. Количественно она представляет собой энергию, которая требуется для создания системы в вакууме (U), дополненную работой, то есть коэффициент давления-объема (pV), необходимый для того, чтобы система совершила работу против внешних сил для получения объема, отличного от нуля

Соотношение, описывающее энтальпию системы, выражается в виде:

H = U + pV

Поведение реакции в такой системе приводит к бесконечно малому изменению энтальпии:

dH = dU + dpV + pdV

Когда условия реакции изобарические, а поэтому давление не меняется в ходе процесса, вторым членом можно пренебречь, поскольку dpV=0. После подстановки дифференциалов в конечные приращения, а также после преобразования выражения, относящегося к изменению внутренней энергии системы, получаем соотношение:

∆H = Q + W + p∆V

Если предположить, что рассматриваемый процесс совершает объемную работу при поддержании стабильного давления, то W = -pΔV, и, следовательно:

∆H = Q — p∆V + p∆V

Из уравнения можно сделать вывод, что если реакция протекает при постоянном давлении, то изменение энтальпии этой системы равно теплоте:

∆H = Q

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода. 

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.