Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Внутренняя энергия термодинамической системы

Читайте также:
  1. A. системы учета
  2. A.Становление системы экспортного контроля
  3. B) Информационные системы в логистике
  4. GNU(рекурсивный акроним от GNU’s Not UNIX — «GNU — не Unix!») — это проект создания свободной UNIX-подобная операционной системы, открытый в 1983 году Ричардом Столлмэном.
  5. I. Декларация-заявка на проведение сертификации системы качества II. Исходные данные для предварительной оценки состояния производства
  6. I. Особенности формирования отраслевой системы оплаты труда работников учреждений здравоохранения
  7. I.I. Системы управления технологическими процессами
  8. II. Становление и развитие системы общественного призрения
  9. II. Структура Системы сертификации ГОСТ Р и функции ее участников
  10. IV Этап. Завершение формирования колониальной системы. Конец XIX – начало XX вв.

Полная энергия термодинамической системы

Второй закон термодинамики (закон возрастания энтропии)

· Невозможно создать вечный двигатель 2-го рода.

 

· Различные виды энергии могут полностью превращаться в теплоту, но невозможно полное превращение теплоты в работу.

· В изолированной системе общее изменение энтропии всегда положительно ( ). Общая энтропия изолированной системы всегда возрастает.

и другие.

энтропия S,

(неравенство Клаузиуса),

 

Для изолированных систем ,

в состоянии термодинамического равновесия она достигает максимума ( ).

 

, (формула Больцмана)

где k = 1,38×10-23 Дж/К –постоянная Больцмана ( ),

Wтермодинамическая вероятность.

 

Третий закон термодинамики(тепловая теорема Нернста о недостижимости абсолютного нуля температур)

 

невозможно создать вечный двигатель 3-го рода – двигатель, который работает при температуре холодильника равной абсолютному нулю температур

 

(тепловая теорема Нернста)

Термодинамические потенциалы

1) внутренняя энергия U(S,V),

2) энтальпия ,

3) энергия Гельмгольца ,

4) энергия Гиббса .

 

метод термодинамических потенциалов разработан в 1873 - 78 годах американским физиком-теоретиком Джозайя Уиллардом Гиббсом (1839 - 1903). Метод термодинамических потенциалов основывается на возможности введения для равновесных процессов функций состояния, полные дифференциалы которых описывают изменение состояния термодинамической системы.

уравнения связи:

,

,

.

 

U внутренняя энергия системы

 

(полная энергия системы)

 

DU = U2 - U1

 

 

 

Работа расширения идеального газа

V1, V2 ,P

V = const A = 0

P = соnst A = - P(V2 -V1 )= - PDV

Т = const

 

Энтальпия

H = U + PV

DH = DU + D(PV)

T = cоnst P1V1 = P2V2 и D(PV) = 0 и DH = DU

P = const

DH = DU + PDV; DU = DH - PDV;

DU = Q + A; A = - PDV

DH = Q

 

Термохимия

З.Лавуазье: теплота, необходимая для разложения химического соединения, равна теплоте, выделяемой при его образовании.

З.Гесса: если данную систему можно различными путями (способами) из одного состояния переводить в другое, то суммарные тепловые эффекты по каждому пути равны между собой при условии, что по любому пути система переходит из одного и того же начального в одно и то же конечное состояние.



(ГЕСС Герман Иванович (7.VIII 1802 - 12.XII 1850))

Русский химик и технолог, академик Петербургской АН (с 1830 г.). Один из основоположников термохимии. Открыл (1840г.) основной закон термохимии - закон постоянства количества тепла, по которому тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояний реагирующих веществ, а не от количества стадий процесса (закон Гесса).

(Тепловой эффект химической реакции, протекающей при постоянном давлении или постоянном объеме, не зависит от пути реакции, а определяется только состоянием реагентов и продуктов реакции).

тепловой эффект

Теплота образования вещества – тепловой эффект реакции образования 1 моля сложного вещества из простых. Теплоты образования простых веществ принимаются равными нулю.

Тепловой эффект (теплота) химической реакции– количество теплоты, выделившейся либо поглотившейся в ходе реакции.

(Тепловой эффект относят, как правило, к числу молей прореагировавшего исходного вещества, стехиометрический коэффициент перед которым максимален)



Рассмотрим некоторый обобщенный химический процесс превращения исходных веществ А1, А2, А3... в продукты реакции В1, В2, В3..., который может быть осуществлен различными путями в одну или несколько стадий:

Согласно закону Гесса, тепловые эффекты всех этих реакций связаны следующим соотношением:

Пример

1.

2.

3.

 

DH - энтальпия реакции; n1 ,n2 ,n3 ,n4 - стехиометрические коэффициенты

 

Стандартное состояние - это состояние чистого вещества при давлении 1 бар (105 Па) и заданной температуре.

Для газов - это гипотетическое состояние при давлении 1 бар, обладающее свойствами бесконечно разреженного газа.

Стандартной энтальпией (теплотой) образования вещества при заданной температуре называют энтальпию реакции образования одного моля этого вещества из элементов, находящихся в стандартном состоянии

- энтальпии образования веществ

;

DH1 = DH2

 

 

 

DH > 0 - эндотермический

DH < 0 - экзотермический

 

H = U + PV

dH = dU + d(PV) = dU + PdV + VdP

но dS = ; т.е. dQ = TdS

dU = dQ + dA; dA = -PdV;

 

dH = dQ + dA + PdV + VdP = TdS - PdV + PdV + VdP = TdS + VdP

Свободная энергия

 

G = H - TS;

DG = DH - D (TS)

(F = U - TS )

T=соnst

DH = DU + D(PV) = DU, т.к. D(PV) = 0

DG = DU - TDS

DG < 0экзергонический (самопроизвольно)

DG > 0 - эндергонический

G = H - TS

H = U + PV

G = U + PV - TS

 

dG = dU + d(PV) - d(TS)

dG = dU + PdV + VdP - TdS - SdT

dU = dQ + dA

dG = dQ + dA + PdV + VdP - TdS - SdT

dQ = TdS; dA = -PdV

dG = TdS - PdV + PdV + VdP - TdS - SdT = VdP – SdT

 

G = f(P,T)

 

dG = VdP - SdT

.

 

T = const → dT = 0 → SdT = 0

dG = VdP

P = соnst → dP = 0

dG = - SdT;

 

 


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 10; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Участие государства в деятельности кредитных организаций. | Для системы с изменяющимся составом
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2019 год. (0.016 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