Внутренняя (полная) удельная поверхностная энергия

 

При образовании единицы поверхности S изменяется внутренняя поверхностная энергия.

Вернемся к объединенному уравнению первого и второго начал химической термодинамики для этого случая:

dU=TdS – pdV + σds +Σ μidni + φ dq (2.27)

где S – энтропия, μi – химический потенциал компонента, φ – потенциал поверхности.

 

При неизменном объеме системы V, постоянном составе вещества n, отсутствии заряда q на поверхности (V, n, q = const) получаем:

dU=TdS + σds. (2.28)

Проинтегрируем полученное уравнение от s до (s+1) (при образовании единичнгой поверхности):

 

, (2.29)

получаем: US= TSS + σ, (2.30)

где σ = GS, а TSS = qs– скрытая теплота образования единицы поверхности, величина qs всегда >0.

 

Внутренняя поверхностная энергия единицы поверхности больше поверхностной энергии Гиббса(*) на теплоту образования единицы поверхности. Поэтому ее обычно называют полной поверхностной энергией.

Запишем уравнение для изобарно-изотермического потенциала в дифференциальной форме:

 

dG= SdT –VdP, (2.31)

где S – энтропия системы; Т – температура, V – объем, P – давление.

 

Из этого уравнения следует, что температурная зависимость энергии Гиббса:

; а т.к. σ = GS, то и (2.32)

Отсюда qs = TS= (2.33)

 

Для конденсированных систем из-за очень небольшой разницы в объемах полная внутренняя энергия U и энтальпия Н практически совпадают, поэтому уравнение Гиббса-Гельмгольца(**), связывающее полную поверхностную энергию или энтальпию с энергией Гиббса в этом случае можно записать:

. (2.34)

Как следует из уравнения (2.34), для определения Us или Нs надо знать σ и зависимость σ = f(Т). Конкретную зависимость можно определить только экспериментально.

Значения Us, Нs, qs для некоторых веществ приведены в табл. 2.3.

Таблица 2.3






Дата добавления: 2016-07-27; просмотров: 2541; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.016 сек.