A téma a termodinamika
Termodinamika tanulmányok egymásba a különböző sorok vee energiájú energiához kapcsolódó átviteli szervek között a hő formájában és a munka.
Hő és a munka tárgyalt termodinamika colibacillosis-tive jellemzői a két formája közötti energiacserét a testek (rendszer) és a környezet. Ebben a hő-ha jellemzi az energia csere a kinetikus energia képezik a hő-Vågå, azaz véletlenszerű, a részecskék mozgását (atomok, molekulák, elekt-Trons, stb ...), és a munka - .. A kinetikus energia formájában irányított-lennogo, megrendelt mozgás részecskék.
Termodinamika, amely két alapvető törvényeket, félig cím aki befejezte az első és a második termodinamika. Mindkét kezdők származnak általánosítása gyakorlati tapasztalat.
Kémiai termodinamika tanulmányok nem csak az arány közötti kémiai és más fajta energia, de vizsgálja a kosár-Možnosti és limit spontán áramlás kémiai eljárással meghatározott feltételek mellett. Kémiai termodinamika nem szükségességét tudatos kontroll fizikokémiai pro-folyamatok, amelyek azt az vegyipari termelés.
Alkalmazása termodinamikai számítási módszer a technológia különböző vegyi üzemek voltak továbbiakban ogrom-hatása a fejlesztés a teljes vegyipar. Termodinamikai módszert már széles körben használják kohászati folyamatokban, a műanyagok, műtrágyák betétek vegyi szálak, kémiai újrafeldolgozó. Az elmúlt években szerzett gyors fejlődése a biológiai ter-termodinamika, termodinamika, amelyben a módszereket a vizsgálat során alkalmazott, a Kutatóintézet folyamatok előforduló növényi és állati szervezetek, max.
Azonban a termodinamikai módszer vizsgáló fizikai-kémia-cal reakciók megvannak a maga hátrányai és korlátai. A cha-stnosti predikciós lehetőséget, vagy hogy a reakció teljessé ilyen körülmények között, a termodinamika nem ad ötletet a szükséges idő a reakció. Míg a paraméter jellemző az intenzitása a folyamat, nem szerepel az egyenletekben a termodinamika. A termodinamikai módszer alkalmazható csak a macrosystem. Ezeket nem lehet használni a vizsgálat-Niyah egyes atomok, molekulák, elektronok. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy egyetlen molekula vagy meghatározott molekulák néhány fogalmat a hő és a munka értelmetlen. Emiatt, termodinamika, Namik nem veszi figyelembe a mikroszkopikus mechanizmusa a jelenségek. Her idegen szerkezeti modellje az anyag és ha-jellegét állásfoglalásra mikroszkopikus részecskéket, amelyek részei az anyagi test.
Nézzük laknak röviden a jellemzőit néhány alapvető kifejezések és fogalmak termodinamika, ami a jövőben fog foglalkozni.
A test, vagy egy gyűjtemény kölcsönható testek, elme-kb autonóm a környezetet, amelyre a termodinamika a rendszer. A többi helyet mindennel benne locat-ditsya, az úgynevezett környezet (vagy közepes). Nagysága a termodinamikai rendszer nagyon eltérő lehet alakú: mint egy csipetnyi (vagy kevesebb) a Naprendszer (vagy még több). Más szavakkal, a rendszer kell tartani a kellően nagy méretű részecskék száma (atomok, molekulák, elektronok) a rájuk vonatkozó ilyen fogalmak termodinamika, például hő, hőmérséklet, nyomás, és így tovább. N.
A rendszer homogénnek nevezzük, ha a belső van interfészek a részek között a rendszer, eltérő tulajdonságokkal (például oldat bármely anyag vagy gáz zárt edényben), és heterogén, ahol az ilyen egy interfész áll rendelkezésre (például, sókristályok telített oldat).
A termodinamikai rendszer az úgynevezett nem-izolált vagy nem zárt, ha tud fogadni, illetve hőt bocsátanak ki a környezetbe, és készítsen a munka, és a külső környezet - Sauveur-szart rendszerrel kapcsolatos munka. A rendszer egy izolált vagy zárva, ha nem a hőcsere a környe-Doy, és a változás következtében a nyomás a rendszerben nem befolyásolja a környezet-guide szerdán, és az utóbbi nem tud dolgozni a rendszer.
A homogén rendszer része azonos kémiai és termodinamikai tulajdonságai ter-elkülönül a többi része a látható határoló felület, amelyen keresztül a fizikai és kémiai tulajdonságok jelentősen megváltozik, az úgynevezett fázis. A legkisebb számú összetevői a rendszer, amellyel ki tudjuk fejezni bármely részét fázis, az úgynevezett rendszer elemei.
Az ingatlan minden termodinamikai rendszer paraméterei határozzák meg, vagy ahogy ők nevezik, függetlenül a változás-CIÓ. Minden rendszer paraméter két csoportra oszthatók. A paraméterek, amelyek meghatározzák a tulajdonságait, amelyek függnek a lágyító-árok rendszer (térfogat, tömeg, entrópia), tartoznak az azonos csoportba. A másik áll, azok a paraméterek, amelyek nem függ az időtől-mers a (hőmérséklet, nyomás, a potenciális, a fajlagos térfogat, vagy moláris). Tulajdonságok rendszer által meghatározott paraméterek az első csoport nevezzük kiterjedt, által meghatározott paramétereket a második csoport - intenzív.
A fő rendszer paraméterei úgy vannak megválasztva, CO-torye közvetlenül meg lehet mérni, és kifejezett Inten-sive rendszer tulajdonságai. Ezek közé tartozik a nyomás, pace-SÁGI és a hangerő. Ezek a paraméterek lehetnek társítva egymással az alábbi egyenlettel állapotban. Így a termodinamikai állapotát a rendszer-paraméter által meghatározott kombinációja termodinamikai-dinamikai paraméterek.
a rendszer állapotának egyensúlyban lehet és nem egyensúlyi. Ha termodinamikai paraméterek idővel nem változik, nyayutsya nélkül külső hatások a rendszerben, az ilyen feltétel az úgynevezett egyensúlyi. egyensúlyi állapotban a rendszer, ha a paraméterei megváltoznak hiányában expozíciót.
Termodinamikai egyensúly állapotában a rendszer ugyanakkor egy igazi egyensúlyt. Ez jellemzi az a tény, hogy az infinitezimális hatással van a rendszer okozza infinitezimális változás benne. Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor a rendszer a rossz (vagy instabil) egyensúlyi. Példaként a rendszerek egy hamis egyensúlyi állapotban lehet nevezni túltelített oldatok, túlhűtött folyadék-STI fagyasztás gőzt normál körülmények között.
egyoldalú folyamat jelentkezik minden egyes ilyen rendszer, ahol a rendszer hajlamos elmozdulni állapotban hamis (instabil) a valódi egyensúly. Ezért, amikor a ma-Leucheni hatással a rendszer instabil rövid időn belül, hogy egy állam a valódi egyensúlyt.
Emiatt, bármilyen izolált rendszer felett VRE Meni halad termodinamikai egyensúlyban, és önálló moproizvolno ki ez az állapot nem lehet. Paraméterek egyensúlyi rendszer lehet, hogy csak egy szigorúan meghatározott zna-cheniya, ezért alkalmazható az ilyen rendszerek bármilyen egyenlet-neniya állapotban.
Az átmenet a termodinamikai rendszer egyik állapotból a másikba az úgynevezett termodinamikai folyamat. Ha bármilyen pro-átengedése néhány paraméter a rendszer ugyanaz marad, mások módosítsák. Attól függően, hogy milyen paramétereket átmenet az egyik állapotból a másikba állandó marad, pro-folyamatok vannak osztva a isochorically (állandó térfogaton), Isobe - geometriai (állandó nyomáson), izotermikus (állandó-yannoy hőmérséklet), és így tovább. d.
Bármilyen termodinamikai rendszernek van egy bizonyos határon át az energiát, ami a termodinamika hívják belüli energiáját. Abból a szempontból az anyag szerkezetének elmélet belső Ener-lógia összege az energia a termikus mozgás a részecskék, valamint minden típusú intramolekuláris és atomenergia, kivéve a mozgási és helyzeti energia az egész test (rendszer). Ez attól függ, hogy milyen típusú és súlya a helység vesche-CIÓ, valamint a halmazállapotban, és nem függ a módot, ahogyan ez adott ebben az állapotban. Kijelölt vnut rennyaya energia-levél U. egy kiterjedt ingatlan, mivel ez függ az összeg a szóban forgó anyag.
A teljes belső rendszer energiája nem lehet meghatározni, a tudomány jelenleg nem ilyen módszereket. Egy-kísérletileg meghatározni a lehetséges változás belső energiája ennek a rendszernek az átmenet az egyik állapotból a másikba. Jelölő az U1 belső energia a rendszer 1-es állapotban, U2 - a belső energia állapotban 2, a változás az átmenet a rendszer energiája állami 1-től 2, amely tartalmaz-set egyenlő:
Itt a szimbólum # 8710; kifejezés azt jelenti, a különbség mindig a értéke vonatkozó végleges állapotát a rendszer, akkor levonjuk érték tulajdonítható az eredeti állapotába.
Az izolált rendszer, az összeg minden formájú energia állandó érték, mert nem okoz változást a kölcsönhatás alkotó részek a rendszerben, azaz. E.
Itt Σ - összegzés jel, amely minden formája az energia, amely az izolált B-tem.
Egy nagyon fontos jellemzője az állam egy termodinamikai rendszer entalpiája, Jele H. Mivel a belső energia, entalpia függvénye a rendszer állapota, és annak változását a folyamat során nem függ az utat, de csak a kezdeti és a végső állapotok. Mivel a belső energia, mint a későbbiekben látni fogjuk, ez kapcsolódik a kapcsolat
ahol p - nyomás; V - a térfogatváltozás a rendszerben.
Az abszolút értéke a entalpia lehet kiszámítani termodinamikai egyenletek, mivel magában foglalja az abszolút értéke a belső energia. Ezért a gyakorlatban, általában változása határozza meg az entalpia # 8710; H rendszer:
Mint már említettük, a fő energia transzfer folyamatok egyik rendszerből a másikba része hő és a munka. Definíciók hő és a munka azt mutatja, hogy ezek a fogalmak a termodinamika csak a folyamatokat, de nem az államok a rendszer. Ezért, egyszerűsített kifejezések, mint például „a rendszer adja a munka (vagy hő)” feltételes; További kos th kell mondani, hogy „a rendszer feladja energiát munka formájában (vagy a hő formájában).” Hangsúlyozzuk, hogy a termodinamikai hő-ügynökség fogalom nem válaszol, akinek szokásos fogalmak hideg és meleg szervek „amelyek többé-kevésbé meleg”.
Abban az esetben, ha az energia adódik át a környezetből a rendszerhez, a hőt a folyamat pozitívnak tekintendő (Q> 0). A folyamatot kíséri pozitív hő hatása, az úgynevezett endoterm szemben pro-folyamat (Q <0) —экзотермическим.
Emlékeztetni kell arra, hogy ellentétben rendszerek termodinamikai rendszerek termokémiai Ezzel felszabaduló hőt a kémiai reakciók, a pozitív és szívódik fel - negatív. Más szóval, a termokémia elfogadott hozzárendelni a reakcióhő áfa jel inverz ahhoz, amit a fennmaradó részt a termodinamika. A félreértések elkerülése érdekében a jövőben fogunk jelölni termokémiai hőt Q.
Így, Q = - Q.
Különböztesse termikus hatás folyamatok zajlanak állandó térfogaton Qv (izochor hőhatás), és a termikus hatás folyamatok előforduló állandó nyomáson Qp (izobár termikus hatása).
A munka akkor tekinthető pozitívnak (W> 0), ha a rendszer-ma teszi át a környezetet. A munka határozza meg két mennyiség: intenzitási tényező, és a kapacitás faktor (mértékben). Ha az intenzitás faktor állandó értéket ebben a folyamatban a munka a erősségének változása tényező képességét.
Az első főtétele
Első indítás (vagy az első törvény), és termodinamika törvénye az energiamegmaradás. Ez a törvény teljesül minden jelenség-Niyah jellegét és megerősíti az összes emberi tapasztalat. Egyik annak következményeit nem ellentétes a tapasztalat. A törvény az energiamegmaradás megerősíti a dialektikus materializmus a örökkévalóság és elpusztíthatatlanságának a mozgás, mert az energia Engels definíció szerint egy intézkedés a mozgás az átalakulás során egyik formából a másikba.
Termodinamika tekintve alapvetően két formája, a konverzió amely készült energia - hő és a munka. Ezért az első főtétele és létrehozza együttes közötti viszonyt hőenergia (Q) és a munka (W) Menenius teljes rendszer energiája (# 8710; Q). Módosítása az összes energia a rendszer egyenletben (I.37).
Az állandó belső energiájuk egy elszigetelt rendszer közvetlen következménye: minden változási folyamat belső energiája olyan rendszer megegyezik a különbség a bejelentett száma hő rendszer és a munka mennyisége a rendszer végzi:
Ez az egyenlet egy matematikai kifejezés az első-Chal termodinamika, amely ebben az esetben a következő összetétellel: hő helyezni egy olyan rendszer Q, hogy növelje a belső energia a rendszer # 8710; U és teljesíteni külső munkát W.
Az átmenet az egyik állapotból a másikba-erage energia bizonyos esetekben magasabb, mások - redukáló etsya. Ennek megfelelően a változás belső energia # 8710; U jelentése pozitív vagy negatív.
A termodinamika első főtétele több készítmények, de mindannyian kifejezni ugyanazt lényege - leírhatatlanság és energia ekvivalencia kölcsönös átmenetek különféle azt egymást.
Az izolált rendszer összessége formájú energia egy ve-maszk állandó.
A örökmozgó az első fajta lehetetlen, mert lehetetlen, akkor létrehozhat egy gépet, ami termel, összegezve a munka külső energia befektetése nélkül.
A rendszer átmenet egyik állapotból a másikba időben személyes módon. De a törvény szerint az energiamegmaradás változás belső energia # 8710; U rendszer nem függ az átmenet: ez ugyanaz minden esetben, ha ugyanaz a kezdeti-nek és a végső állapotban a rendszer. A hőmennyiség és együttműködés lichestvo W függ ezen az úton. Azonban bármennyire me-nyalis értékek Q és W különböző módokon való átmenet egyik állapotból a másikba, az algebrai összege mindig ODI-Nakova hacsak nem ugyanaz a kezdeti és végső állapotát a rendszer.
Az egyenlet első főtétele (I.39) Folyamat-bagoly, amely végre csak a munka expanzió formájában:
Ha a folyamat zajlik, állandó nyomáson (p = const), hogy griruya-integrál, kapjuk:
Egyenletből (1,40) azt mutatja, hogy a felvett hő állandó-Yann nyomású növekmény egyenlő entalpia AH és független a folyamat útját. Egyenlet (I.40) van
Így a entalpia lehet meghatározni, mint a termikus hatás (megfelelő jel) a folyamat áramló állandó nyomáson.
U-értéke, a vizsgálatban használt izochor folyamatok előforduló állandó térfogaton rendszert, és N érték - izobár folyamatok zajlanak állandó nyomáson. Következésképpen, lényegében értékek közötti különbség H és U csak a gáz-halmazállapotú rendszerek. Azoknál a rendszereknél, amelyek forráspontú anyagokat a folyékony és gáz halmazállapotú állapotok, szilárd, H és U értékek gyakorlatilag azonosak.
Meg kell jegyezni, hogy az értékek # 8710; és H # 8710; U tekinthető megfelelőnek, ha a folyamat a belső energia és entalpia növekedését.
Jellemzően táblázatokban termodinamikai tulajdonságai anyagok Stan-dard entalpia értékek képviselő a termikus hatások állandó 100 kPa nyomáson, azzal a hőmérséklettel 298,16 K. A chi-dasági termodinamika mint termokémiai, működnek az olyan fogalmak, mint az entalpiája vegyület kialakításával, egyszerű anyagok vagy entalpiája idő-Tétel anyagok entalpiája átmenet az egyik állapotból a másikba, és így tovább. n. a entalpiaváltozást # 8710; H kémiai reakció általában az idő-ség entalpiaváltozást a reakció termékek és a kiindulási anyagok:
A entalpiaváltozást tekinthető pozitívnak, ha a reakcióhő negatív, azaz. E. Ha a reakció hő elnyelődik, és a negatív-negatív-pozitív, ha a reakcióhő, m. E. felszabadult hő. Más szóval, a változás az entalpia AH kémiai reakció állandó nyomás azonos a termikus hatás ennek a reakciónak, de az anti-havi rendszereséggel jel, azaz. E. # 8710, H = -C ^ -Ar.
Az első főtétel is nagy filozófiai jelentősége van. Érvényesítése elpusztíthatatlanságának energia, akkor ezzel indokolja és elpusztíthatatlanságának számít az energia bezmaterii nem létezhet. Minden átalakulási folyamatokra számít elválaszthatatlanul kapcsolódik az energia átalakítása.