химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

ет интегрирование по циклу. Постоянство коэффициента J отражает эквивалентность теплоты и работы (J—механический.эквивалент теплоты). Уравнение (I, 1) выражает собой закон сохранения энергии для частного, очень важного случая превращения работы в теплоту.

В исследованиях Джоуля, Роуланда (1880), Микулеску (1892) и др. использовались методы трения в металлах, удара, прямого превращения работы электрического тока в теплоту, растяжения твердых тел и др. Коэффициент J всегда постоянен в пределах ошибки' опыта.

В дальнейшем изложении всегда предполагается, что работа и теплота с помощью коэффициента J выражены в одних единицах (безразлично каких) и коэффициент J опускается.

§ 5. Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики

Для некругового процесса равенство (I, 1) не соблюдается, так как система не возвращается в исходное состояние. Вместо этого равенства для некругового процесса можно записать (опуская коэффициент J):

2 2

Так как пределы интегрирования в общем случае произвольны, то и для элементарных величин ЬЛ и 3Q:

5Q — ЬЛ ф 0

Обозначим разность SQ—ЬЛ для любого элементарного термодинамического процесса через dU:

dU—oQ — M (1,2)

или для конечного процесса:

2 2 2

J<#/~JSQ — |оЛ (1,2а)

1 1 1

Возвращаясь к круговому процессу, получаем, в соответствии с уравнением (I, 1):

dU = j)lQ~j)bA = 0 (1,3)

Таким образом, величина dU является полным дифференциалом некоторой функции состояния системы, и при возвращении системы к исходному состоянию (после циклического изменения) величина этой функции приобретает первоначальное значение. Функция состояния системы U, определяемая равенствами (I, 2) или (I, 2а), называется внутренней энергией системы. Очевидно, выражение (I, 2а) может быть записано так:

(1,26)

Определяемая выражением (I, 2) величина идентична с величиной, введенной ранее (стр. 26) и менее строго определенной.

Данное рассуждение обосновывает опытным путем наличие определенной функции состояния системы, имеющей смысл суммарной меры всех движений, которыми система обладает*. Предположим, что циклический процесс удалось провести так, что после того как система вернулась к исходному состоянию, внутренняя энергия системы не приняла начального значения, а увеличилась. В этом случае повторение круговых процессов вызвало бы накопление энергии в системе. Создалась бы возможность превращения этой энергии в работу и получения таким путем работы не за счет теплоты, а «из ничего», так как в круговом процессе работа и теплота эквивалентны друг другу, что показано прямыми опытами.

Невозможность осуществления указанного цикла построения вечного двигателя (перпетуум мобиле) 1-го рода, дающего работу без затраты эквивалентного количества другого вида энергии, доказана отрицательным результатом тысячелетнего опыта человечества. Этот результат приводит к тому же выводу, который в частной, но более строгой форме мы получили, анализируя опыты Джоуля.

* Как видно из определения внутренней энергии, ока не является конкретным, качественно своеобразным видом энергии, не соответствует определенной форме движения и ие имеет характерных единиц измерения; ее изменение может быть выражено в любых энергетических единицах, в которых измеряются различные конкретные виды энергии.

Сформулируем еще раз полученный результат. Полный запас энергии системы (внутренняя энергия ее) в результате циклического процесса возвращается к исходному значению, т. е. в и у т-ренняя энергия системы, находящейся в данном состоянии, имеет одно определенное значение и не зависит от того, каким изменениям система подвергалась перед тем, как прийти к данному состоянию. Иными словами, внутренняя энерг и я системы е с_т_ь о_д и о з;.н_а.ч..на я, непрерывная и конеч-н а я~~ф~у н"к ц и я состоян йя'системы.

Изменение внутренней энергии системы определяется выражением (I, 26); для кругового процесса справедливо выражение (I, 3). При бесконечно малом изменении некоторых свойств (параметров) системы внутренняя энергия системы изменяется также бесконечно мало. Это—свойство непрерывной функции.

В пределах термодинамики нет необходимости использовать общее определение понятия внутренней энергии. Формальное количественное ее определение через выражения (I, 2) или (I, 2а) достаточно для всех дальнейших термодинамических рассуждений и выводов.

Поскольку внутренняя энергия системы есть функция ее состояния, то, как уже было сказано, прирост Рис. I. 1. Схема кругового внутренней энергии при (циклического) процесса. бесконечно малых изменениях параметров состояний системы есть полный дифференциал функции состояния. Разбивая интеграл в уравнении (I, 2) на два интеграла по участкам пути от состояния / до состояния 2 (путь а) (см. рис. I, 1) и обратно—от состояния 2 до состояния / (иной путь Ь),—получаем:

2 1

jdt7(e) + jdt/W = 0 (1,4)

1 2

или

2 I 2

jdC/<"> = —jdC/<6,== jdty(6) (1,5)

1 2 1

К тому же результату мы придем, сравнивая пути а я с или b и с и т. д.

Выражение (I, 5) указывает, что приращение

страница 14
< 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

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


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

 

 

Реклама
дачные поселки по новой риге
личинка для межкомнатной ручки защёлки
Kenwood kMix купить
фотоэлемент для датчика пламени, agr4 502 1131 0

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
(24.07.2017)