На головну

Основні термодинамічні поняття

  1. Amp; 10. Основні напрямки сучасної філософія історії
  2. I Основні інформаційні процеси і їх реалізація за допомогою комп'ютерів
  3. I. Основні і допоміжні процеси
  4. II. 6.1. Визначення поняття діяльності
  5. II. 6.4. Основні види діяльності та їх розвиток у людини
  6. II. Основні завдання та їх реалізація
  7. III. Основні етапи міжнародних відносин в Новий час.

Всі процеси, в яких один вид енергії перетворюється в інший, строго підкоряються першим законом термодинаміки. Однак, він не дає можливості визначити напрямок процесу, можливість протікання його в даному напрямку і зробити висновок про те, наскільки глибоко йде процес в даному напрямку до досягнення стану рівноваги. Відповідь на це питання дає другий закон термодинаміки, на основі якого визначено критерії можливості протікання процесів та їх спрямування.

Процеси, які відбуваються в системі без зовнішнього впливу навколишнього середовища, називаються мимовільними, Або позитивними. Прикладами мимовільних процесів є перехід теплоти від гарячого тіла до холодного, перетворення роботи в теплоту дифузія речовини з області більшої концентрації в область меншої концентрації.

Процеси, які не можуть відбуватися без зовнішнього впливу, називаються несамопроізвольное, Або негативними. Прикладами їх є перехід теплоти від холодного тіла до гарячого, перетворення теплоти в роботу, дифузія з області з меншою концентрацією в область з більшою концентрацією речовини.

В ізольованою системі через відсутність зовнішнього впливу, можуть відбуватися тільки мимовільні процеси. Вони завершуються досягненням стану рівноваги, з якого система не може вийти сама, без повідомлення їй енергії ззовні.

Всі процеси можна розділити на оборотні та необоротні. незворотними називають такі процеси, після протікання яких систему і навколишнє середовище одночасно не можна повернути в попередній стан.Якщо ми все-таки спробуємо повернути систему в початковий стан, то в навколишньому середовищі обов'язково відбудуться які-небудь зміни. Всі мимовільні процеси термодинамічно незворотні.

оборотними називаються такі процеси, після яких можна повернути в первинний стан одночасно і систему, і навколишнє середовище.При цьому в зворотному процесі система проходить через ті ж проміжні стану, що і в прямому процесі, тільки в зворотному порядку. Зворотні процеси на практиці неможливі. Це ідеальне поняття.

 Оборотність і необоротність процесу визначається умовами його проведення. Наведемо приклад. У вакуумированной камері знаходиться посудина з газом. Якщо відкрити судину, газ розшириться, заповнивши обсяг камери. Це незворотній процес, тому що повернути газ в початкове, стислий в посудині, стан, можна тільки зробивши роботу за рахунок зовнішніх сил, тобто за рахунок зміни енергії навколишнього середовища. Для того, щоб процес розширення газу провести оборотно, уявімо собі таку ідеальну систему. Газ, що знаходиться під навантаженим поршнем, що працюють без тертя. Зменшуючи тиск на поршень в кожен момент часу на нескінченно малу величину, будемо розширювати газ. Переміщаючи поршень, розширюється газ робить при цьому роботу. Якщо здійснюються при розширенні робота акумулюється, наприклад, що стискається пружиною, то можлива зворотна робота, рівна їй за величиною, але протилежна за знаком: стиснення газу під поршнем розтискати пружиною.

Уявімо собі, що процес розширення газу відбувається нескінченно повільно, кожен раз тиск змінюється на нескінченно малу величину. Тоді в кожен момент часу система буде нескінченно близька до рівноваги. Робота такого процесу буде дорівнює площі під кривою АВ (рис. 2.1):

 (2.1)

 Криві прямого і зворотного процесів (перехід зі стану А в стан В і назад) при цьому збігаються і робота такого процесу максимальна.
"
 Чим ближче система до рівноваги, тим більшу роботу можна отримати і тим повільніше проводиться ця робота.

Якщо процес проходить через стану, нескінченно близькі до рівноваги, то такий процес називається рівноважним. Рівноважні процеси протікають нескінченно повільно. Робота рівноважного процесу Аравн > Анерівний і Аравн = Аmax. Реальні процеси завжди нерівноважні.

Мимовільні незворотні процеси завжди протікають в напрямку, що наближає систему до стану рівноваги.



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

ГЛАВА 1. Перший закон термодинаміки. Термохимия | Застосування першого закону термодинаміки до різних процесів. закон Гесса | Термохимия | теплоємність | 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