химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

в лабораторном сосуде или в аэростате) и ее потенциальную энергию, связанную с внешним полем (не имеет значения, происходит реакция в подвале дома или на 4-м этаже дома, хотя в последнем случае воздействие гравитационного поля будет более сильным). Внутренняя энергия — это сумма энергий отдельных атомов и молекул, из которых состоит система, включая потенциальную энергию, связанную с межмолекулярным взаимодействием.

Первый закон дает также представление о путях преобразования внутренней энергии. Прежде всего следует отметить, что система может обмениваться энергией с внешней средой. Поток энергии может иметь место в виде теплового потока через поверхность раздела системы с внешней средой, если между ними имеется разность температуры. Если эта разность температур представляет собой бесконечно малую величину, такой тепловой поток называют обратимым. Для обратимого теплового потока характерен бесконечно медленный перенос энергии. В любой момент времени поток энергии может быть как бы остановлен и при изменении знака ДГ направлен в противополож218 Химическая термодинамика

ном направлении. Поток энергии может быть также преобразован в работу, например в работу расширения газа. Рассмотрим цилиндр с поршнем, под которым расширяется газ, в результате чего поршень смещается вверх. В этом процессе энергия газа преобразуется в работу. Если разность давления газа и внешнего давления бесконечно мала, произведенную работу называют обратимой. Обратимая работа расширения равна

dw—pdv (189)

При химических реакциях может совершиться работа расширения, а также электрическая работа (в химических источниках тока).

Рассмотрим подробнее работу объемного расширения. Уравнение (189) соответствует обычному определению механической работы. Пусть сила F действует вдоль бесконечно малого отрезка ds\ совершается бесконечно малая работа dw. Давление р на поршень в цилиндре определяет силу f, действующую на площадь q. Отсюда dw=Fds=p-q-ds = pdv, или, принимая

Р

t

dv ds

L

Рис. Б. 19. Схема к объяснению работы расширения.

термодинамическое правило знаков, произведенная системой работа отрицательна (—pdu).

Можно назвать и другие виды работы, например работа, связанная с увеличением поверхности, или работа перемещения зарядов в электрическом поле. Однако и это не последняя возможность преобразования энергии в работу. Такая возможность осуществляется всегда, когда некоторая сила действует вдоль координаты пути.

Таким образом, первый закон термодинамики можно кратко записать в следующем виде*;

du=6w+Sq (190)

* Буква б вместо d показывает, что работа и теплота ие являются полными дифференциалами, а лишь бесконечно малыми приращениями.—ПриМ-перев.

Первый закон термодинамики 219

или [уравнение (189)]

du = oq—pdv (191)

Одной из важных для термодинамики величин является мольная теплоемкость С, определяемая как количество теплоты, необходимое для того, чтобы нагреть 1 моль вещества на 1 градус. Тогда количество теплоты, необходимое для того, чтобы повысить температуру п моль вещества от Ti до Т2, равно

? = пС(Г2—Г,) или, полагая Q=-f, "г = С (192)

В изохорных условиях (при a=const, di) = 0) (например, при разложения СаС03 в закрытом сосуде) из уравнений (191) и (192) получим

(dQ)v = dU=CjiT; (F) =С° <193)

Индекс о означает, что процесс проводится при y = const; Cv — молярная теплоемкость при постоянном объеме.

Таким образом, для изохорного процесса изменение внутренней энергии равно принятому или отданному системой количеству теплоты, а для изохорной реакции выделившееся количество теплоты определяет изменение внутренней энергии. Однако, так как изобарные реакции встречаются на практике значительно чаще, было бы желательно найти функцию, изменение которой при постоянном давлении соответствовало бы принятому или отданному количеству теплоты. Такой функцией является энтальпия

H = U+pV (194)

Выразим энергию через энтальпию и подставим полученное

выражение в уравнение (191) при условии dp = 0:

d(H~pV)oQ~pdV

dH-pdV-Vdp = SQ—pdV (195)

6Q = dtf— Vdp В изобарных условиях (p = const, фз = 0) получим

W)D=dH; (Ш =С, (196)

Полезное в дальнейшем соотношение между С„ и С„ можно получить из определения энтальпии (194):

Ср=-(?/+ЯГ) = (§.)+Я

С,=С0+« " (197)

Химическая термодинамика

Первый закон термодинамики

221

Уравнение (197) справедливо только для идеальных газов. Для них молярная теплоемкость при постоянном давлении равна сумме молярной теплоемкости при постоянном объеме и работе Л? расширения идеального газа в количестве 1 моль при его нагревании на 1 градус.

При формулировке первого закона термодинамики предполагается, что энергия может преобразовываться только в теплоту или работу. Однако принципиально энергия системы может меняться также при изменении количества вещества: при удалении вещества из системы оно уносит часть внутрен-ней энергии этой системы, а при поступлении вещества в систему последняя получает дополнительное количество энергии. Сист

страница 74
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
ввк 100 тепловая защита схема
основание для детской кровати
ручка скоба для пластиковой двери
обучение масер по ремонту промышленного оборудования

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.10.2017)