химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

Если удобно перейти к абсолютным температурам, то подставляем t=T—273,15:

Ср - а, + 2Ь{Г — 2ЬХ• 273,15 + З^Т2 — 3^ • 273,152 + • ? ?

Объединив свободные члены, получим уравнение типа (I, 35).

Зависимость теплоемкости газов и кристаллических тел от температуры может быть также выражена функциями Планка— Эйнштейна и Дебая. Эти функции являются результатом применения к теории теплоемкости приниципов квантовой теории в упрощенной форме. Они, в противоположность степенным рядам, могут быть использованы при невысоких и низких температурах вплоть до О °К.

Колебательное слагаемое теплоемкости газа на одну степень свободы по уравнению Планка—Эйнштейна равно:

§ И. Энтальпия

49

Единственной постоянной этого уравнения, характеризующей индивидуальный газ, является характеристическая температура (v0 —частота собственных колебаний молекулы,

k—константа Больцмана), а переменной является отношение 01 Т.

Функция Дебая -^^"j выражает теплоемкость С0 кристаллического вещества в зависимости от отношения В IT. Эта функция довольно сложна, но включает также только характеристическую

постоянную вещества 6= -^р (vm—максимальная частота колебаний атомов кристаллической решетки).

§ 11. Энтальпия

Уравнение первого закона термодинамики для процессов, где совершается только работа расширения, приобретает вид:

bQ = dU + pdv (1,36)

Если процесс идет при постоянном давлении, то, интегрируя, получаем

Qp = U2-U2+p(vt-vS (I, 37)

или

Qp = (*/. + Р0Л) - (U, + P»i) = HT-H1 (I, 38)

Так как p и v—параметры состояния, a U—функция состояния, то сумма U~\-pv является также функцией состояния и ее изменение в процессе не зависит от пути процесса, а лишь от начального и конечного состояний. Эта функция называется энтальпией* и обозначается символом Н. Определением величины и служит тождество:

H==U + pv (1,39)

Из уравнения (I, 38) видно, что теплота, поглощаемая при постоянном давлении, равна приросту энтальпии ДЯ и не зависит от пути процесса.

Для нахождения полного дифференциала функции и дифференцируем уравнение (I, 39):

* Функцию и часто называют теплосодержанием. Этот термин может вызвать неправильные представления, так как при абсолютном нуле Яо>0, тогда как теплота не поглощается и не выделяется. Мы не будем пользоваться этим термином.

4—1573

dU = dU -f pdv -\-vdp

Подставив значение dU из уравнения (I, 36) и затем значение SQ из уравнения (I, 17а), получим:

dH = Щ + v dp = hdp + ср dT + vdp = (h + v)dp + cp dT (I, 40)

Если давление постоянно, то

dH^CpdT (1,40а)

Изменение энтальпии может быть во многих случаях легко измерено, вследствие чего эта функция находит широкое применение при термодинамических исследованиях, особенно для процессов, протекающих при постоянном давлении.

Абсолютное значение энтальпии не может быть вычислено с помощью уравнений термодинамики, так как оно включает в себя абсолютную величину внутренней энергии.

Энтальпией вещества часто, хотя и неточно, называют также прирост энтальпии при переходе к данной температуре от стандартной температуры 298,15 °К (Н^~Н198) или от 0 °К (Н°т—Щ) при постоянном давлении.

Верхний индекс указывает на стандартное состояние вещества, а именно: один моль индивидуального химического соединения, взятого в чистом виде при 1 атм и температуре Т в том агрегатном состоянии, которое устойчиво при данных условиях (если нет специальной оговорки)*.

Величины Н°т—#° или Н°т—Н°293 складываются из величин,

получаемых путем интегрирования теплоемкости в соответствующих пределах температур и приростов энтальпии при агрегатных превращениях (т. е. теплот агрегатных превращений X):

А. — Д//агр. = Qp, агр.

Так, для моля водяного пара величина Н°т—#° при 400 °К находится как сумма:

273,15 373,15 400

H°T-HL = ^Cp,TdT + ).n*.+ jCp.xdT-b>.исп.+ j Cp,rdT{\A\)

0 273,15 373,15

где Хпл и Хисп>—мольные теплоты плавления и испарения воды.

Индексы т, ж и г означают твердое, жидкое и газообразное состояние.

Величины Н°т—На0 и Н°т—tf°98 оказываются весьма полезными

* В справочных таблицах приводятся величины, характеризующие вещество в стандартном состоянии, определяемом более узко, а именно пр» 1 атм и 298,15 °К.

при расчетах химических равновесий и помещаются в справочные таблицы термодинамических функций.

На рис. 1,7 представлены мольные значения величин (Н°т—Я°) некоторых веществ как функции температуры.

Рис. I, 7. Прирост энтальпии некоторых веществ как функция температуры.

Найдем выражение для зависимости истинной теплоемкости и значения прироста энтальпии моля свинца при температурах 50ч-200 °С, при которых средние удельные теплоемкости свинца имеют следующие значения:

U °С 50 100 150 200

ср, кал/г-град . . . 0,0299 0,0304 0,0306 0,0312

С помощью метода наименьших квадратов подбираем коэффициенты уравнения ср=а-\-Ы:

а = 0,0297; fc = 0,06679

Следовательно Откуда

ср = 0,0297 + 0,05679* Qp = ~c~pt = 0,0297г + 0 , 06679*2

ср =

= 0,0297+ 0,041358/

где М—атомный ве

страница 21
< 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

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
(20.02.2017)