Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Внутренняя энергия системы.

Читайте также:
  1. V Главное в творчестве не внешняя активность, а внутренняя.
  2. XIX и XX династии Египетских фараонов. Внутренняя и внешняя политика. Рамзес II и хетты. Причины упадка новоегипетской державы.
  3. А) Координаты, импульс и энергия могут быть заданы лишь приблизительно
  4. А. Оппозиция логичных и нелогичных действий как исходноеотношение социальной системы. Теория действия Парето и теория действия Вебера
  5. Администрация Президента РФ: понятие, правовы основы, внутренняя структура.
  6. Аксиома 1. Для создания и осуществления системной деятельности объект этой деятельности необходимо представлять моделью общей системы.
  7. Аксиома 3. Субъект системной деятельности необходимо представлять моделью общей системы.
  8. Аксиома 7. Объект и результат системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы.
  9. АНАЛИЗ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ ОРГАНИЗАЦИИ КАК ОТКРЫТОЙ СИСТЕМЫ. МАТРИЦА STEP-АНАЛИЗА И ДРУГИЕ ИНСТРУМЕНТЫ.
  10. Анализ среды организации. Внутренняя и внешняя среда. Анализ макроокружения, непосредственного окружения, внутренней среды.

При переходе системы из одного состояния в другое изменяются некоторые ее свойства, в част­ности внутренняя энергия U.

Внутренняя энергия системы представляет со­бой ее полную энергию, которая складывается из кинетической и потенциальной энергий молекул, атомов, атомных ядер, элект­ронов и др. Внутренняя энергия включает в себя энергию поступатель­ного, вращательного и колебательного движений, а также потен­циальную энергию, обусловленную силами притяжения и оттал­кивания, действующими между молекулами, атомами и внутри­атомными частицами. Она не включает потенциальную энергию положения системы в пространстве и кинетическую энергию дви­жения системы как целого.

Абсолютная внутренняя энергия системы не может быть опре­делена, однако можно измерить ее изменение DU при переходе из одного состояния в другое. Величина DU считается положи­тельной (DU >0), если в каком-либо процессе внутренняя энергия системы возрастает.

Внутренняя энергия является термодинамической функ­цией состояния системы. Это значит, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, ее внутренняя энергия принимает определенное, присущее этому состоянию зна­чение. Следовательно, изменение внутренней энергии не зависит от пути и способа перехода системы из одного состояния в другое и определяется разностью значений внутренней энергии системы в этих двух состояниях:

 

DU = U2 – U1, (1)

 

где U1 и U2 внутренняя энергия системы в конечном и началь­ном состояниях соответственно.

В любом процессе соблюдается закон сохранения энергии, выражаемый равенством

 

q = DU + A, (2)

 

которое означает, что теплота q, подведенная к системе, расхо­дуется на увеличение ее внутренней энергии DU и на совершение системой работы А над внешней средой. Уравнение (2) – математическое выражение первого закона термодинамики.

Из первого закона термодинамики следует, что приращение внутренней энергии системы DU в любом процессе равно коли­честву сообщенной системе теплоты q за вычетом количества совершенной системой работы А; поскольку величины q и А под­даются непосредственному измерению, с помощью уравнения (2) всегда можно рассчитать значение DU .

В первом законе термодинамики под работой А подразуме­вают сумму всех видов работы против сил, действующих на систему со стороны внешней среды. В эту сумму могут входить и работа против сил внешнего электрического поля, и работа против сил гравитационного поля, и работа расширения против сил внешнего давления, и другие виды работ.



В связи с тем, что для химических взаимодействий наиболее характерна работа расширения, ее обычно выделяют из общей суммы:

 

А = А’ + рD V, (р = const), (3)

 

где А’ – все виды работы, кроме работы расширения;

р — внеш­нее давление;

DV – изменение объема системы, равное разности V2 – V1 (V2 объем продуктов реакции, a V1объем исходных веществ).

Если при протекании того или иного процесса работа расши­рения является единственным видом работы, уравнение (3) принимает вид

 

А = рD V, (4)

 

Тогда математическое выражение первого закона термодина­мики (2) запишется так:

 

qp = DU + рD V , (5)

 

где qp – теплота, подведенная к системе при постоянном дав­лении.

С учетом того, что DU = U2 – U1 и DV = V2 – V1, уравнение (5), можно преобразовать, сгруппировав величины U и V по индексам, относящимся к конечному и начальному состояниям системы:



 

qp = (U2 -Ut) + p(V2 -Vt) = (U2+pV2) - (U1+pV1). (6)

 

Сумму (U + pV) называют энтальпией (теплосодержанием) системы и обозначают буквой H:

 

H=U + pV. (7)

 

Подставив энтальпию Н в уравнение (6), получим

 

qp = Н2 – Н1 = DН, (8)

 

т. е. теплота, подведенная к системе при постоянном давлении, расходуется на приращение энтальпии системы.

Так же как и для внутренней энергии, абсолютное значение энтальпии системы определить экспериментально невозможно, но можно, измерив величину qp, найти изменение энтальпии при переходе системы из одного состояния в другое. Величину считают положительной ( >0), если энтальпия системы возрас­тает. Поскольку значение определяется разностью (Н2 – Н1) и не зависит от пути и способа проведения процесса, энтальпию, как и внутреннюю энергию, относят к термодинамическим функ­циям состояния системы.

 


Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 9; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ | Тепловые эффекты химических реакций.
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.012 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты