химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

ие.

Для идеального газа

и в этом случае теплоемкость cv идеального газа не зависит от его объема (а следовательно, и от давления). Для газа, подчиняющегося уравнению Ваи-дер-Ваальса

nRT па Р = V— Ь ~~ &

откуда

(IV, 36)

и в этом случае теплоемкость cv не зависит от объема (и давления).

§ 6. Термодинамические потенциалы идеальных и реальных газов

Внутренняя энергия моля идеального газа, зависящая только от температуры, выражается уравнением:

г

U = U0+ ^CvdT (IV, 37)

о

Энтальпия моля идеального газа:

т 1

H = U+pV=U + RT=U0+^(Cv-+R)dT = U0 + §CpT (IV,38)

о о

Уравнения для энтропии идеального газа (III, 20), (III, 20а) и (III, 21) приведены выше (см. стр. 92).

Изотермические потенциалы идеальных газов, как функции давления или объема, легко находятся путем интегрирования полных дифференциалов F и G [уравнения (IV, 7) и (IV, 156)1) при постоянной температуре. Для моля идеального газа:

dF= -pdV = —^dV

откуда

F= F(T) — RT\nV (IV, 39)

G = G(T) + RT\np

(IV, 40)

Интегрирование dF и dG проведено при постоянной температуре, поэтому константы интегрирования F(T) и G(T) являются функциями температуры.is

При увеличении объема моля газа до очень больших величин (или уменьшения давления до очень малых величин) вторые члены уравнений (IV, 39) и (IV, 40) для функции F и 6 становятся сколь угодно большими отрицательными величинами. Однако величины членов F(T) и G(T) неизвестны, и значения F и G остаются неопределенными.

На рис. IV, 2 схематически изображены зависимости термодинамических потенциалов идеального газа от его объема. Уравнения для термодинамических потенциалов реального газа можно получить, используя уравнения состояния реального газа, например уравнение Ван-дер-Ваальса или другое.

Рассмотрим выражения для внутренней энергии и энтропии одного моля реального газа, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса.

dU =

Подставив в уравнение (IV,-34) значение (др{дТ)ьъз уравнения (IV, 36), получим:

V~~p Интегрируя, получим:

при Vy=oo;

RT \ а

а

У1

(IV, 41)

dV + CvdT= yt-dV+CvdT

+ -pj- + Ct,(T2-r1)

u~-uv=O0 =

а

Т

+ С0(Г, —ГО

(IV, 41а)

Внутренняя энергия реального газа, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса, меньше энергии идеального газа, занимающего тот же объем, иа величину alV. Величина —afV является энергией взаимного прнтяження молекул газа, она меньше нуля. Внутреннее давление реального газа (I—р) в данном случае равно a/V*.

Подставив значение / из уравнения (IV, 28) в уравнение (III, 18), получим для полного дифференциала энтропии одного моля газа:

Из этого уравнения, принимая во внимание соотношение (IV, 36), получаем для моля реального газа, к которому применимо уравнение Ван-дер-Ваальса, выражение:

dS = у^— и + "jt- dT

и после интегрирования:

Sz-S^Rln + Cv Щ TJTX (IV, 42)

Уравнения для функций F реального газа, подчиняющегося уравнению Ван-дер-Ваальса, может быть получено сочетанием уравнений (IV, 41) и (IV, 42). Аналогично можно вывести соответствующие уравнение для функции О.

Уравнение Ван-дер-Ваальса является неточным, применение же других, более точных уравнений состояния приводит к сложным формулам для термодинамических потенциалов чистых газов. Особенно сложно дальнейшее использование полученных формул для исследования химических равновесий в газовых смесях. К тому же уравнения состояния газовых смесей известны недостаточно.

Г. Льюис предложил формальный прием, который позволяет связать найденные опытным путем свойства реального газа (отклонения его от идеального состояния) с его термодинамическими параметрами и изучать таким путем термодинамические закономерности в реальных газовых смесях. При этом сохраняются простые формы, присущие математическим уравнениям, описывающим свойства идеальных газов. Метод этот распространяется и на растворы.

§ 7. Летучесть

По методу Льюиса вводится новая функция /. Эта функция называется термодинамической летучестью или обобщенной летучестью или, более кратко, летучестью (а также фугитивностью). Мы будем пользоваться термином летучесть.

Вид зависимости изобарного потенциала G от этой функции постулируется; для моля газа

. G==G(T) +RT\nf (W, 43)

Значения / при различных давлениях и температурах необходимо найти для каждого реального газа.

Дополнительно к тождеству (IV, 43) вводится условие, по которому величина функции / по мере уменьшения давления газа приближается к величине давления:

lim ftp = 1 (при р > 0) (IV, 44)

Таким образом, метод Льюиса по существу представляет математический прием, который состоит во введении новой функции промежуточной между параметрами состояния газа р и Т, с одной стороны, и изобарным потенциалом, с другой стороны.

Из тождества (IV, 43) следует, что для изотермического процесса!

AG = G2 —G1 = RT\n^- (IV, 43a)

Таким образом, трудности вычисления AG для процессов с реальными газами переносятся на поиски зависимости летучести реального газа от давления и температуры.

Формулы для величины G, как и все вытекающие из

страница 52
< 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
Газовые котлы Sime RX 55
участок в дачном поселке 100-150 км от москвы
мойка для улицы
что пишет в заключении психиатр в справке для гибдд

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
(08.12.2016)