Закон сохранения и превращения энергии


При всех неравн-ных изохорно-изэнтропных процессах U убывает; когда U достигает мин., система приходит в равн-ие



страница43/61
Дата09.01.2018
Размер1.31 Mb.
Название файлаShpory_po_fizkhimii.docx
ТипЗакон
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   61
При всех неравн-ных изохорно-изэнтропных процессах U убывает; когда U достигает мин., система приходит в равн-ие.

(U)S,V  0 – критерий напр. протекания процесса при S,V = const; (U)S,V = 0 , ( 2U)S,V  0 – условие равновесия.



U – изохорно-изэнтропный термодинамический потенциал.

H= U + PV;dH = dU + PdV + VdP , dU  TdS – PdV; dH  TdS + VdP , H = H (S,P); dH = dS + dP; = T , = V;Т – мера приращения Н с ростом S при P = const; V – мера приращения H с р-м P при S = const.

При S,P = const: (H)S,P  0; (H)S,P  0 – критерий направления процесса в условиях S,P = const;(H)S,P = 0 , ( 2H)S,P  0 – критерий достижения равновесия.

Н – изобарно-изэнтропный потенциал.

U, Н – эти ф-ии могут служить критерием равновесия при S = const. S непосредственно измерить нельзя, и контроль ее постоянства при неравновесных процессах затруднителен. Поэтому функции U и Н не находят широкого применения в качестве критериев направления процесса и равновесия.

dU = TdS – PdV; dH = TdS + VdP; dF = – SdT – PdV; dG = – SdT + VdP выражения образуют замкнутую группу, в

которой 2 пары переменных – Т и S (параметры, связанные с Q) и Р и V (параметры, связанные с A) дают все возможные сочетания. В зависимости от характера изучаемого процесса может быть использована та или иная из этих функций.



Важное свойство этих ф-ий: через каждую из этих ф-ий и ее производные можно выразить в явной форме любое т/д свойство сист.. Каждая ф-я дает, т.о., полную т/д харак-ку сист.. Поэтому эти ф-ии наз. характеристическими ф-ми.

Каждая ф-ия обладает свойствами характ-кой ф-ии только при соответствующем, характерном для нее наборе независимых переменных. (незвисимые переменные – естественные переменные) Энтропию также можно отнести к этим функциям Q=dU+ATdS , TdSdU+PdV , S=S(U,V)

(S)U,V0–критерий самопроизвольного протекания проц. в условиях U,V=const;

(S)U,V = 0 , ( 2S)U,V  0 – критерий равновесия.

Т.о., условия равновесия системы можно сформулировать следующим образом: в состоянии равновесия системы ее термодинамические потенциалы имеют минимальное значение при постоянстве своих естественных переменных, а энтропия имеет максимальное значение. Другое общее свойство термодинамических потенциалов – то, что убыль их в равновесном процессе при постоянстве естественных переменных равна максимальной полезной А.



Термодинамика осмотического давления.

Р-ль и р-р, разделенные полупроницаемой перегородкой и нах. в равновесии, представляют 2 фазы, один из компонентов, кот., свободно прох. из одной фазы в другую, должен иметь в обеих фазах равные хим. потенциалы.



В чистом р-ле его хим. потенциал компонента 1о = const при Т, р1 = const (р1 – внешнее давление). В р-ре же его значение 1 изменяется с изменением N1 и р22 = р1 +  – сумма первоначального P и дополнительного гидростатического P в р-ре, равного ). Это изменение можно найти, дифференцируя равенство 1 = 1о по N1 и р2 , учитывая, что d1o = 0.

; dP2 = d1o = 0;

; ( Т.к. и ); – обозначение частной производной по ni; 1 = 1o + RT ln a1

Интегрируем, считая  const:
(пределы интегрирования: нижний – чистый р-ль, верхний – р-р)

a1 = P1 / P1o ; P1 и P1o – давление насыщенного пара р-ля над р-ом и над чистым р-лем.



Для идеальных р-ов N1 = P1 / P1o (уравнение Рауля) и


Для разбавленных р-ов (N  1): ; ; .

Если n2  n1 , то  n1 = V (объему р-ра); n2 /V = c2 – моляльность. Получаем для разб. р-ов уравнение Вант-Гоффа:

Т.о., это уравнение справедливо только для разбавленных р-ов, подчиняющихся з-ну Рауля. При повышении концентрации, даже если р-р подчиняется з-ну Рауля, т.е. идеален, уравнение Вант-Гоффа неприменимо и заменяется уравнением (2); в общем же случае неидеальных р-ов справедливо лишь уравнение (1).

Если равновес. система с вероятностью W и энтропией S состоит из 2х частей с вероятн. W1 и W2 и энтропиями S1 и S2 , то можно записать: S1=f(W1) , S2=f(W2); S=f(W)=f(W1W2) , S1+S2=f(W1)+f(W2); f(W)=f(W1W2)=f(W1)+f(W2).

Для системы из многих частей: f(W)=f(W1W2…Wk)= =f(W1)+f(W2)+…+f(Wk). Решением явл. урав-е Больцмана:



Поделитесь с Вашими друзьями:
1   ...   39   40   41   42   43   44   45   46   ...   61




База данных защищена авторским правом ©coolnew.ru 2020
обратиться к администрации

    Главная страница
Контрольная работа
Курсовая работа
Лабораторная работа
Теоретические основы
Методические указания
Общая характеристика
Рабочая программа
Практическая работа
Теоретические аспекты
Методические рекомендации
Пояснительная записка
Дипломная работа
Федеральное государственное
История развития
Учебное пособие
Общие сведения
Физическая культура
Направление подготовки
Основная часть
Теоретическая часть
государственное бюджетное
Самостоятельная работа
История возникновения
Краткая характеристика
Методическая разработка
Практическое задание
квалификационная работа
Выпускная квалификационная
бюджетное учреждение
Название дисциплины
Гражданское право
государственное образовательное
Российская академия
образовательное бюджетное
Общие положения
образовательная организация
теоретические основы
прохождении учебной
Общая часть
история возникновения
Современное состояние
Понятие сущность
Методическое пособие
Уголовное право
Техническое задание
Финансовое право
Физические основы
Фамилия студента
Теория государства
Экономическая теория
организация высшего