Закон термодинамики

Впервые этот закон сформулирован в 1842 году Ю. Майером:

«Энергия не исчезает и не возникает из ничего, а только превращается из одного вида в другой в строго эквивалентных соотношениях». Эта формулировка может быть конкретизирована:

«В изолированной системе внутренняя энергия постоянна, т.е. ∆U = 0»;

«Если теплотаQподведена в закрытую систему, то эта энергия расходуется на увеличение внутренней энергии системы ∆Uи на совершение системой работы против внешних сил окружающей среды, или

в общем случае замкнутой системы обмен энергией с окружающей средой возможен,а энергия Q будет распределяться на повышение запасов внутренней энергии и работу А, которую система может совершать:

или для малых величин .

В математическом выражении первого закона термодинамики энергия Q, полученная из окружающей среды имеет знак «+», а отданная в окружающую среду «-».

Приращение внутренней энергии имеет знак «+», уменьшение – «-».

А – внешняя работа, совершаемая системой «+», совершаемая над системой «-». Выразим это взаимодействие через характеристики ТС.

1) При изохорическом процессе (V=const)

2) В изотермическом процессе (T=const)

3) Адиабатический процесс (δQ = 0)

4) P=const

В изобарно-изотермических условиях имеем:

Сумму внутренней энергии системы и произведения объема на давление (U+pV) называют энтальпией (H)или теплосодержанием.

Энтальпия - термодинамическая функция, характеризующая энергетическое состояние системы в изобарно-изотермических условиях.

Теплота, полученная системой при р,Т = const, равнаприращению энтальпии системы ∆H :

Q = Н_кон- Н_нач = ∆H

В условиях изобарно-изотермического процесса разность значений ∆Hравна внутренней энергии и внешней работе, которая необходима для перевода системы из одного состояния в другое.

При разработке и реализации того или иного химического процесса приходится решать две крупные проблемы. Первая связана с возможностью протекания химической реакции при определенных условиях (Т, р и др) с целью получения желаемого продукта. Термодинамический подход указывает на принципиальную возможность самопроизвольного протекания реакции. Второй проблемой является скорость самопроизвольного процесса.

!

ПриТ=0 ∆Н=∆Н₀> 0.

- теплоемкости, рассчитанные на 1 моль вещества, зависимость от температуры которых меняется при переходе вещества из одного состояния в другое.

При осуществлении разнообразных физико-химических процессов пользоваться абсолютными значениями энтальпий, вычисленных от 0К и неудобно, и ненужно: можно выбрать любой удобный уровень отсчета.Для удобства расчетов приняты стандартные условия:количество вещества - 1 моль;

температура - 298,16K=25⁰C;

давление - 760 мм рт. ст. (1атм) = 191325 Па = 1,013*10⁵Па;

Для оценки энергетического состояния веществ используются значения стандартных энтальпий образования этих веществ, обозначаемые ∆Н⁰(вещество(агрегатное состояние)), кДж/моль.

<1 2 345 6 7 >

Дата добавления: 2021-02-19; просмотров: 243;