A második és harmadik főtétele

Cím a munka: A második és harmadik főtétele. Az entrópia. termodinamikai potenciál

Szakterület: Chemistry and Pharmacology

Leírás: A termodinamika második törvénye, a folyamatokat, amelyekben az egyik formája az energia alakul át egy másik szigorúan tartsa be az első főtétele. Criterion folyamat megvalósítható egy adott irányba, és beállítja a termodinamika második törvénye. A matematikai kifejezése termodinamika második törvénye a következménye termodinamika második törvénye az, hogy létezik egy speciális állami funkciókat.

Fájl mérete: 21.3 KB

Job letöltve: 20 fő.

A második és harmadik főtétele. Az entrópia. A termodinamikai potenciál.

A termodinamika második törvénye

Minden folyamat, amelyben az egyik típusú energia alakul át egy másik, szigorúan tartsa be az első főtétele. Azonban ez a törvény, amely leírja az átalakulás minősége és mennyisége, nem ad útmutatást, hogy ez a folyamat általában van lehetőség, ha lehetséges, abba az irányba, ahonnan a teljességet folyik. Ugyanakkor a valós folyamatok zajlanak egy bizonyos irányba, és mint általában, nem változtatja meg a feltételek, lehetetlen, hogy a folyamat áramlás az ellenkező irányba. Ezért fontos, hogy a tudomány és a technológia képes előre látni az irányt a folyamatot. Criterion folyamat megvalósítható egy adott irányba, és beállítja a termodinamika második törvénye.

A második törvény, mint az első, van kifejezve különböző, de azonos megfogalmazás. Ahogy egyikük elfogadta a posztulátum Clausius, amit fogalmazott 1850-ben, és amely a következőképpen szól. Hő nem tud mozogni önmagában egy kevésbé melegítjük több fűtött test body.

visszafordíthatatlanságába a természetes folyamatok a törvény is a következőképpen fejezhető ki. Különböző típusú energia mozognak hővé és a hőenergiát a törekvés, azaz a egyenlően oszlik meg az összes testet. Ie átalakítási folyamat visszafordíthatatlan munka hővé. Ez a posztulátum is ismert, mint egy posztulátum lehetetlensége egy örökmozgó, a második fajta.

Az entrópia. A matematikai kifejezése termodinamika második törvénye

Ennek következménye a termodinamika második törvénye az, hogy létezik egy speciális állami funkciókat. Clausius kimutatták, hogy minden reverzibilis termodinamikai körfolyamat egy zárt rendszer.

Ebben az esetben az integrandus összesen eltérés a függvénye rendszer állapotát. Ez a funkció Clausius úgynevezett entrópia. Ie eltérés.

Egy tetszőleges visszafordíthatatlan termodinamikai rendszer integráns zárt. Ebből következik, hogy egy visszafordíthatatlan folyamat. Általánosítva Mindezek tudjuk írni, hogy minden végtelenül folyamat eltérés.

Ez azt jelenti, hogy a változások, amelyek az entrópia az eltérés nagyobb visszafordíthatatlan. Egyenlőség megfelel egy visszafordítható változást.

Az utolsó kifejezés a matematikai kifejezése termodinamika második törvénye.

Abban az esetben, egy elszigetelt rendszer, amelyben nincs energia és tömegcserelő a külső környezettel következő összefüggés áll fenn.

1. reverzibilis folyamatok
2. visszafordíthatatlan folyamatokat

Így, egy elszigetelt rendszerben spontán folyamat olyan sokáig tart, amíg a rendszer megy át egy egyensúlyi állapotot, amelyben az entrópia maximális.

A termodinamika második törvénye nevezhetjük a törvény entrópia a spontán folyamat egy elszigetelt rendszerben. Mivel a spontán folyamatot kíséri egy átmenetet egy rendezett állapotból egy rendezetlen állapot, entrópia olyan intézkedés rendellenesség.

entrópia # 150; Ez a kiterjedt tulajdonság, azaz az összeget a belső energia függ a tömeg a rendszer. Spontán visszafordíthatatlan folyamatokat kapcsolódó átmenet a legvalószínűbb állapot. Ez azt jelenti, hogy az entrópia társítani kell a valószínűsége.

Az első alkalommal a kapcsolatát entrópia és a valószínűsége, hogy a rendszer azt mutatta Boltzmann. Azt javasolta egyenletek közötti entrópia és a termodinamikai valószínűsége macrostate a rendszer és az úgynevezett Boltzmann egyenlet. - termodinamikai valószínűsége (lehet több, mint egy). A termodinamikai valószínűsége, amely úgy definiálható, mint a teljes száma mikroállamok, amellyel ez megvalósítható macrostate. Ez az egyenlet játszik rendkívül fontos szerepet fizikai kémia.

Így a növekedés entrópia a rendszer miatt átmenet kevésbé valószínű, hogy egy valószínű állapota. Ie evolúció termodinamikai rendszer fordul elő az irányt a legvalószínűbb energiaelosztás alrendszereket. A törvény azonban az entrópia növekedése csak akkor kerül sor átlagosan egy nagy ideig. Ez nem zárja ki ingadozásokat, amikor a rendszer megy egy jóval valószínűbb, hogy legkevésbé valószínű állami rendszerbe.

A harmadik főtétele

Mivel az entrópia egy állami funkció, annak változását az egyes folyamat attól csak a kezdeti és a végső állapot, és nem függ az átmenet.

Ez a képlet határozza entrópia csak egy bizonyos konstans. Nernst tette a feltételezést, hogy a változás entrópia sok kémiai reakciók a következők közelében 0K hőmérséklet elhanyagolható. Valamivel később Planck fogalmazták független az első és a második termodinamikai törvények állítjuk, hogy abszolút nulla entrópia tiszta kristályos anyag nulla. Ellentétben az első és második törvénye a törvény nem lehet levezetni egy új alapvető koncepcióját, mint annak fontosságát, hogy az entalpia és az entrópia. Azonban annyira jó egyezést mutat a kísérletben, így fontos, hogy a tétel az úgynevezett harmadik főtétele.

A harmadik törvény következik, hogy a hőtágulási együtthatója fajlagos hőkezelt hőmérsékleten 0 közeledik a hőmérséklet 0K.

A harmadik törvény számításánál használatos abszolút értékek entrópia anyagok. A probléma ezzel a joggal az a tény, hogy az anyag legyen tiszta, és hogy az egyensúlyi állapothoz, azaz az állam a lehető legkisebb energiával. Ha van olyan megsértése fázisban, például megsértése tökéletes rácsos szerkezetű, vagy bevezetése más rács atomok, a rendszer egy állam hiányos egyensúlyi és entrópia is megközelítő hőmérsékleten 0K lehet nagyobb, mint nulla. Ez az úgynevezett maradék entrópia.

Az alapvető koncepció az entrópia, ami következik a termodinamika második törvénye, teljesen elegendő, hogy értékelje a lehetőséget a spontán folyamatok bármilyen. Azonban meg kell, hogy vegye figyelembe a változásokat, amelyek előfordulnak nem csak a termodinamikai rendszer, hanem a külső környezet. Ezen túlmenően, a nem-izolált rendszerek változik a folyamat során, mint entrópia, és az energia, azonban ez sokkal kényelmesebb, hogy használja a funkciókat, amelyek szerepelnek a entrópia, és az energia részeként a hajtóerő. Ez a funkció a Gibbs és Helmholtz.

Ezek is nevezik termodinamikai potenciálok, mert a méretei energia, és a különbség a függvény értékei a kezdeti és végső állapot megegyezik a munkát, ami ennek a rendszernek a spontán változás.

Ellentétben ezeket a potenciálokat entrópia csökkenése spontán folyamatok. Izochor izoterm potenciális vagy Helmholtz energia. Izobár izoterm potenciális, illetve a Gibbs energia a következő

Ha a rendszer hiányában bármilyen munkafolyamat folyamatok visszafordíthatók potenciál és állandó marad. Ha a izochor izoterm vagy izobár izoterm folyamatokat hajtjuk visszafordíthatatlanul, azaz spontán, a Helmholtz-potenciál, ill Gibbs energia folyamatosan csökken, azaz a

Mivel a spontán izochor és izobár izoterm folyamatokat kíséri, és ennek megfelelően csökken. az egyensúlyt a rendszer jön a minimális értékek ezeket a funkciókat.

A egyenlete a változás a termodinamikai potenciál hőfeldolgozással úgynevezett Gibbs-Helmholtz-egyenlet. A folyamatok játszódnak le az izobár-izoterm és izochor-izoterm körülmények között, illetve felírhatjuk a következő egyenleteket

A mennyiségek meghatározása vagy a Gibbs-Helmholtz-egyenlet, lényegtelen, milyen kémiai vagy fizikai folyamat, reverzibilis vagy irreverzibilis, de végre kell hajtania a rendszer állandó össztömeg és a rendszert kell termodinamikai egyensúlyt a kezdeti és a végső állapot.