Головна

Застосування першого закону термодинаміки до різних процесів. закон Гесса

  1. I бігання злочин, пов'язаним Із незаконного обігом 1 сторінка
  2. I бігання злочин, пов'язаним Із незаконного обігом 2 сторінка
  3. I бігання злочин, пов'язаним Із незаконного обігом 3 сторінка
  4. I бігання злочин, пов'язаним Із незаконного обігом 4 сторінка
  5. I бігання злочин, пов'язаним Із незаконного обігом 5 сторінка
  6. I бігання злочин, пов'язаним Із незаконного обігом 6 сторінка
  7. I.4.2) Закони.

Якщо єдиним видом роботи, яку здійснюють системою, є робота розширення ідеального газу, то перший закон термодинаміки описується вже відомим нам рівнянням:

 (1.14)

При ізохорно-ізотермічному процесі V = const і dV = 0, тоді

и  або

 (1.15)

При ізобарно-ізотермічному процесі Р = const, і при інтегруванні рівняння (1.14) величину Р можна виносити за знак інтеграла:

 ; (*)

 (*)

 або (1.16)

 (1.17)

Введемо нове позначення функції (U + p ? V):

 = Н (1.18)

і підставимо його в рівняння 1.16:

 або

 , (1.19)

а для елементарного процесу

 (1.20)

Термодинамічна функція "Н" називається ентальпії. Вона має важливе значення в хімічній термодинаміці. Фізичний сенс ентальпії можна уявити, об'єднавши рівняння 1.16 і 1.19:

 або

 (1.21)

З рівняння (1.21) видно, що зміна ентальпії включає в себе зміну внутрішньої енергії DU і енергію, що витрачається на розширення системи. Таким чином, ентальпія може розглядатися як енергія розширеної системи. Ентальпія, так само як і внутрішня енергія, є функцією стану системи. Звідси випливає дуже важливий для практики висновок: в изобарном і ізохоричному процесах парниковий ефект процесу набуває властивостей функції стану системи, тобто не залежить від шляху процесу (його проміжних стадій), а визначається тільки початковим і кінцевим станом системи.

Це положення було сформульовано на основі узагальнення дослідних даних в 1836 році професором Петербурзького гірничого університету Германом Івановичем Гессом і називається законом Гесса. Герман Гесс (1802-1850) відкрив і хімічно вивчив уваровит, гідроборацит і багато інших мінерали. Розробив методи хімічного збагачення різних руд, вивчав склад природних горючих газів і деяких нафт. На честь нього названий теллурид срібла - мінерал Гессен.

Закон Гесса, як показано вище, є математичним наслідком першого закону термодинаміки.

Для реакцій в конденсованих фазах (твердих і рідких), обсяг яких майже не змінюється, DH практично не відрізняється від DU. Для цих умов справедливі рівності:

и  (1.22)

Для хімічної реакції, що йде зі зміною числа молей газоподібних речовин Dn, взаємозв'язок теплових ефектів ізобарного і ізохоричного процесів (DH і DU) можна, з урахуванням рівняння Клапейрона-Менделєєва:

 , (1.23)

записати в такий спосіб:

 , (1.24)

де R - універсальна газова постійна,

Т - абсолютна температура.

Якщо реакція йде без зміни числа молей газоподібних речовин, то Dn в рівнянні (1.24) дорівнює нулю і DH = DU.

До сих пір, розглядаючи перший закон термодинаміки, ми мали на увазі закриті системи. Звернемося тепер до відкритих систем.

Кожен компонент, що привноситься в систему, служить додатковим джерелом енергії, оскільки кожне речовина володіє якимось своїм певним запасом внутрішньої енергії. Тому, для будь-якого процесу, що йде у відкритій системі, зі зміною числа молей речовини, в вираз першого початку вводять ще один доданок, що враховує зміну внутрішньої енергії системи у вигляді твору midni. тут dni - Зміна числа молей речовини i, mi - Кількість енергії, що відповідає одному молю речовини i. Для всієї суми речовин змінної маси це Smidni. Тоді запис першого закону термодинаміки для відкритих систем матиме вигляд:

?Q + ??idn i= DU + ?A (1.25)

Далі, розглядаючи закони термодинаміки, ми будемо в основному мати на увазі закриті системи.



Попередня   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   Наступна

теплоємність | Вплив температури на теплові ефекти різних процесів. закон Кірхгофа | Основні термодинамічні поняття | Другий закон термодинаміки | Ентропія як критерій самопроизвольности процесу і рівноваги в ізольованій системі. Зміна ентропії в різних процесах | Вплив тиску на ентропію. Гіпотеза Капустинського про стан речовини в глибинних зонах Землі | термодинамічні потенціали | Вільна енергія Гіббса і закономірності появи самородних елементів | Характеристичні функції. Рівняння Гіббса-Гельмгольца | Хімічний потенціал. активність |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати