ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. Первый закон термодинамики имеет несколько формулировок, но все они выражают одну идею: неуничтожимость и эквивалентность различных видов энергии при ихПервый закон термодинамики имеет несколько формулировок, но все они выражают одну идею: неуничтожимость и эквивалентность различных видов энергии при их взаимных переходах. В изолированной системе сумма всех видов энергии есть величина постоянная. В термодинамике для определения изменения энергии системы применяют энергетические характеристики, называемые термодинамическими функциями состояния, которые зависят только от термодинамических переменных. Внутренняя энергия системы U – одна из таких функций. Изменение внутренней энергии D U обусловлено работой А, которая совершается при взаимодействии системы со средой, и передачей теплоты Q между средой и системой. Соотношение между ними составляет математическое содержание 1-го закона термодинамики: Изменение внутренней энергии системы D U в процессе равно количеству теплоты Q, сообщенной системе, минус количество работы А, совершаемой системой в этом процессе:
D U = Q - А (1) Уравнение (1) выражает закон сохранения энергии, согласно которому изменение внутренней энергии DU не зависит от способа проведения процесса, а определяется только начальным и конечным состояниями системы. В химии чаще имеют дело с процессами, протекающими при постоянном давлении. Работа, совершаемая при изобарном процессе (р = const), равна:
А = рDV (2)
где DV – изменение объема системы, равное разности объемов в конечном и исходном состояниях, р – давление в системе. Подставляя работу расширения (2) в (1) получают выражение (3):
Qр = D U + рDV = (U 2 + рV2) - (U 1+ рV1 ) (3)
где Qр – теплота изобарного процесса. Величина (U + рV) – функция состояния системы, обозначается через Н и называется энтальпией: Н = U + рV (4) Соответственно, выражение (3) можно записать в виде
Qр = Н 2 – Н 1 = D Н (5)
Из (5) следует, что: Энтальпия – это функция состояния системы, изменение которой равно теплоте Qр, полученной системой в изобарном процессе. Единицы измерения энтальпии – кДж/моль или ккал/моль (1 Калория = 4,19 Джоуль). Измерение D Н в некотором процессе может быть осуществлено при проведении этого процесса в калориметре при постоянном давлении. Так, при нагревании вещества его D Н определяется по теплоемкости этого вещества при постоянном давлении: D Н = nСрDТ (5а)
где, n – число молей, Ср – мольная теплоемкость вещества при постоянном давлении, DТ – разность между начальной и конечной температурой. В случае проведения процесса при постоянном объеме (изохорный процесс, DV = 0), и в соответствии с формулой (2) работа расширения А = 0. Тогда из (1) следует (6): D U = Qv (6) Из (6) вытекает термодинамическое определение: Внутренняя энергия – функция состояния системы, изменение которой равно теплоте Qv, полу-ченной системой в изохорном процессе. Единицы измерения – кДж/моль или ккал/моль. Измерение D U в некотором процессе может быть осуществлено при проведении этого процесса в калориметре при постоянном объеме. Так, при нагревании вещества его D U определяется по теплоемкости этого вещества при постоянном объеме: D U = nСVDТ (6а)
где, n – число молей, СV – мольная теплоемкость вещества при постоянном объеме, DТ – разность между начальной и конечной температурой. Из уравнения (3) следует, что при (р = const), изменения внутренней энергии и энтальпии связаны соотношением (7):
D Н = D U + рDV (7) Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|