химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое не зависит от пути процесса, а зависит только от начального и конечного состояния системы.

Приведенные выше формулировки, связанные с уравнениями (I, 3) и (I, 5), являются различными эквивалентами одного и того же положения и служат формулировками первого закона термодинамики 1в сочетании с уравнением (I, 2), дающим количественное определение внутренней энергии].

§ 6. Равновесные процессы. Максимальная работа

33

Первый закон термодинамики является количественной формулировкой закона сохранения энергии в применении к процессам, связанным с превращениями теплоты и работы.

Еще одна формулировка первого закона термодинамики может быть получена из выражения (I, 2а). В изолированной системе Щ—0 и 8Л=0; следовательно, при любых процессах, протекающих в изолированной системе:

U = const

(1.6)

т. е. внутренняя энергия изолированной системы постоянна. Эта формулировка первого закона термодинамики есть примененное к конкретным условиям и конечным системам количественное выражение общего закона сохранения энергии, в соответствии с которым энергия не создается и не исчезает.

Следует отметить, что первый закон термодинамики не дает возможности найти полное значение внутренней энергии системы в каком-либо состоянии, так как уравнения, выражающие первый закон, приводят к вычислению только изменения энергии системы в различных процессах. Точно так же нельзя непосредственно измерить изменения внутренней энергии в макроскопических процессах; можно лишь вычислить эти изменения с помощью уравнения (I, 26), учитывая измеримые величины—теплоту и работу данного процесса*.

Отметим, что теплота и работа (каждая в отдельности) не обладают свойством функции состояния, выражаемым уравнением (I, 3) или (I, 5) и присущим внутренней энергии. Теплота и работа процесса, переводящего систему из состояния 1 в состояние 2, зависят, в общем случае, от пути процесса, и величины bQ и ЬА не являются дифференциалами функции состояния, а суть просто бесконечно малые величины, которые мы будем называть элементарной теплотой и элементарной работой.

Таким образом, дифференциал внутренней энергии dU имеет иные математические свойства, чем элементарные теплота 8Q и работа ЬА. Это имеет существенное значение при построении системы термодинамики.

§ б. Равновесные процессы. Максимальная работа

* Можно измерить полный запас энергии некоторых элементарных частиц, так как при их превращениях в излучение вся энергия частиц переходит в энергию фотонов, которая известна.

3—1573

Работа, совершаемая системой при переходе из одного состояния в другое, зависит от величины и характера изменений внешних параметров системы в ходе процесса. На рис. I, 2а схематически изображен процесс расширения системы, происходящий путем уменьшения внешнего давления на известные конечные величны. Течение процесса отображено нижней ломаной кривой: за каждым скачкообразным уменьшением внешнего давления следует скачкообразное изменение объема, продолжающееся до тех пор, пока система не придет в состояние равновесия (обозначенное кружком). В этом состоянии система будет оставаться до нового скачкообразного уменьшения давления, производимого извне. Работа процесса равна площади под кривой процесса.

а 5 8 ~

Рис. I, 2. Схематическое изображение неравновесных процессов (а, б) и

равновесного процесса (в).

Ломаная кривая не отражает количественно процесс, так как при скачкообразных изменениях давления возникают движения частей системы с конечной скоростью, образуются струи, турбулентные движения в жидкости или газе. При этом давление в разных точках внутри системы оказывается различным, непостоянным и перестает быть параметром, определяющим состояние системы.

Обратный процесс сжатия проводится тем же способом и отображается верхней ломаной кривой. Система возвращается в исходное состояние и делает остановки в состояниях равновесия, которым отвечают точки, лежащие на той же кривой р—v, что и точки остановок в прямом процессе. Очевидно, что работа, совершенная при сжатии над системой, больше, чем работа, совершенная системой на прямом пути. Однако и эту работу нельзя количественно оценить, пользуясь графиком, по указанным выше причинам*.

* Величину работы реального процесса можно определить путем прямого опытного измерения.

На рис. I, 26 изображен процесс, протекающий между теми же исходным и конечным состояниями, но скачки давления и объема здесь меньше, чем в рассмотренном раньше процессе. Кривые прямого и обратного процессов сблизились, число равновесных остановок возросло и неопределенность в оценке величины работы уменьшилась. Очевидно, работа, совершенная системой в этом процессе, больше, чем работа, совершенная системой в первом процессе.

Изменяя давление последовательно и многократно на бесконечно малую величину, мы можем провести процесс так, что система будет находиться в каждый момент времени бесконечно близко к равновесию. Тогда ломаные кривые прямого и об

страница 15
< 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
купить терморегулятор на атлант xm 4099-022
антресоль шок-2а
в1.1к – вентилятор крышный tfsk 200 systemair
стол для кухни хай тек

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
(22.09.2017)