химический каталог




ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ

Автор Химическая энциклопедия г.р. И.Л.Кнунянц

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ, один из основные законов термодинамики; является законом сохранения энергии для систем, в которых существ, значение имеют тепловые процессы (поглощение или выделение тепла). Согласно ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т., термодинамическое система (например, пар в тепловой машине) может совершать работу только за счет своей внутр. энергии или к.-л. внешний источника энергии. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. часто формулируют как невозможность существования вечного двигателя первого рода, который совершал бы работу, не черпая энергию из некоторого источника.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. вводит представление о внутренней энергии системы как функции состояния. При сообщении системе некоторого количества теплоты Q происходит изменение внутр. энергии системы DU и система совершает работу А:

DU = Q + А.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. утверждает, что каждое состояние системы характеризуется определенным значением внутр. энергии U, независимо от того, каким путем приведена система в данное состояние. В отличие от значений U значения A и Q зависят от процесса, приведшего к изменению состояния системы. Если начальное и конечное состояния a и b бесконечно близки (переходы между такими состояниями называют инфи-нитезимальными процессами), ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. записывается в виде:


Это означает, что бесконечно малое изменение внутр. энергии dU является полным дифференциалом функции состояния, т.е. интеграл = Ub — Ua , тогда как бесконечно малые количества теплоты и работы не являются дифференц. величинами, т.е. интегралы от этих бесконечно малых величин зависят от выбранного пути перехода между состояниями а и b (иногда их называют неполными дифференциалами).

Из общего количества работы, производимой системой объема У, можно выделить работу обратимого изотермодинамически расширения под действием внешний давления pe, равную peV, и все остальные виды работы, каждый из которых можно представить произведением некоторой обобщенной силы , действующей на систему со стороны окружающей среды, на обобщенную координату xi , изменяющуюся под воздействием соответствующей обобщенной силы. Для инфинитези-мального процесса


ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. позволяет рассчитать макс. работу, получаемую при изотермодинамически расширении идеального газа, изотермодинамически испарении жидкости при пост. давлении, устанавливать законы адиабатич. расширения газов и др. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. является основой термохимии, рассматривающей системы, в которых теплота поглощается или выделяется в результате химический реакций, фазовых превращаются или растворения (разбавления растворов).

Если система обменивается со средой не только энергией, но и веществом (см. Открытая система), изменение внутр. энергии системы при переходе из начального состояния в конечное включает помимо работы А и теплоты Q еще и так называемой энергию массы Z. Бесконечно малое количество энергии массы в инфинитезимальном процессе определяется химический потенциалами mk каждого из компонентов системы: = , где dNk - бесконечно малое изменение числа молей k-гo компонента в результате обмена со средой.

В случае квазистатич. процесса, при котором система в каждый момент времени находится в равновесии с окружающей средой, ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. в общем виде имеет следующей мат. выражение:


где p и mk равны соответствующим значениям для окружающей среды (индекс е при Xi обычно опускают). Это выражение используется в прикладной термодинамике применительно к системам, в которых производится работа химический, электрич., магн. и т.п. сил.

ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т. было сформулировано в сер. 19 в. в результате работ Ю. P. Майера, Дж. Джоуля и Г. Гельмгольца. Вместе со вторым началом термодинамики оно составляет основу классич. термодинамики. В 60-х гг. 20 в. сформулирован фундам. закон устойчивого равновесия систем (Д. Хацо-пулос, Д. Кинан, P. Хейвуд), следствиями которого являются как ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ н. т., так и второе начало.

Литература: Кубо Р., Термодинамика, пер. с англ., M., 1970; Гельфер Я. M., История и методология термодинамики и статистической физики, 2 изд., M., 1981; Хейвуд Р., Термодинамика равновесных процессов, пер. с англ., M., 1983; Alberty R. A., Physical chemistry, 7 ed, N. Y., 1987. Г.П. Гладышев.

Химическая энциклопедия. Том 3 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
напольная плитка inspirio brown
влок внутривенное лазерное облучение крови в москве
курсы обучение флористике программа москва
скамья лев

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
(04.12.2016)