Законы начала термодинамики. Их использование

 Законы начала термодинамики. Их использование.

ТД системы кроме равновесных и неравновесных бывают еще:

·                               закрытые, которые не обмениваются веществом с другими системами.

·                               открытые, в которых происходит обмен веществом и энергией с другими системами.

·                               адиабатными (непереходимые – греч.), т.е. такие в которых отсутствует теплообмен с другими системами.

·                               изолированные, которые не обмениваются и другими системами ни веществом, ни энергией.

 

1 закон ТД является постулатом и не доказывается логическим путем. Однако справедливость 1-ого закона подтверждается тем, что ни одно из его следствий не находится в противоречии с экспериментальными данными.

Ломоносов первым сформулировал закон сохранения энергии или движения, что непосредственно связано с 1-ым законом ТД.1 закон трактуется многообразно:

1.                  все виды энергий переходят один в другой в строго эквивалентных отношениях.

2.                  в изолированных системах совокупность всех видов энергии постоянна.

3.                  при взаимных превращениях в системах энергия не теряется и не создается вновь, только видоизменяется.

4.                  невозможно создать вечный двигатель.

Рассмотрим изолированную систему, в которой отсутствует энергетический обмен с окружающей средой. Внутри такой системы могут происходить лишь процессы, сопровождающиеся взаимными превращениями различных видов энергии, в строго определенных соотношениях. Совокупность физических и химических свойств системы характеризует ее состояние. Изменение, каких- либо из этих свойств, означает изменение состояния системы. Температуру, давление, объем, концентрацию и др. будем называть ТД параметрами системы. Внутренняя энергия системы (U) является функцией состояния системы, т.к. ее изменение, в каком- либо процессе, зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути перехода. Все вещества обладают определенным запасом внутренней энергии, под которой понимают полный запас энергии вещества, т.е. совокупность энергий движения различных частиц составляющих вещество. Энергия измеряется в Дж и обычно в расчетах ее относят к одному молю вещества. В общем случае, в агрегатных и химических превращениях Uвещества больше в результате притока энергии из вне сам  становится меньше при переходе части энергии в окружающее пространство в виде тепла или работы. Таким образом, существует два способа изменения состояния ТД системы:

Первый способ связан с работой по перемещению окружающих тел системой или работой этих тел над системой.

Второй способ- это сообщение теплоты систем при неизменном расположении окружающих тел.

Если в первоначальном состоянии U=U1, а в конечном U=U2, то величина DU=U2U1 является изменением внутренней энергии DU>0, если в рассматриваемом процессе внутренняя энергия возрастает. В ТД широко используется такая ТД функция, как теплосодержание (энтальпия) – H. H представляет собой сумму внутренней энергии и объемной энергии передаваемой в окружающую среду.

 

Объемная энергия значительна, если тело находится в газообразном состоянии или твердое и жидкие тела находятся под большим давлением. Если pV мало, то H=U. H как ТД функция аналогично U определяется начальным и коечным состоянием системы. Изменение H можно представить, как изменение внутренней энергии плюс различные виды работы.

 

При химических превращениях разность между теплосодержанием образующихся энтальпий и исходных энтальпий веществ после приведения их к одинаковой

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector