Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Калорические коэффициенты. Энтальпия





Внутренняя энергия простой закрытой системы (система может выполнять только работу расширения) является функцией двух независимых переменных (параметров состояния):

, , .

Если независимыми переменными выбрать Т и V, то полный дифференциал U запишется

. (2.23)

Подставив значение dU в уравнение первого закона термодинамики

,

получим

. (2.24)

Коэффициенты при независимых переменных в уравнении (2.24) обозначают символами

и ,

тогда

. (2.25)

Следовательно, если рассматривать теплоту как функцию температуры и объема, получим:

, . (2.26)

Величины (∂Q/∂V)T и (∂Q/∂T)V определяются через функцию процесса Q, поэтому без указания конкретных условий проведения процесса их нельзя считать свойствами системы.

Первую из них – (∂Q/∂V)T – называют теплотой изотермического расширения; ее размерность совпадает с размерностью давления, и она складывается из внешнего давления Р и члена (∂U/∂V)T, который отражает взаимное притяжение молекул и может быть названвнутренним давлением. Этот член мал для реальных газов и очень велик (по сравнению с обычным внешним давлением) для веществ в конденсированном состоянии.

Величина (∂Q/∂T)V в соответствии с (2.26) есть теплоемкость при постоянном объеме СV. Из уравнений (2.23) и (2.26) получим

(2.27)

где – внутреннее давление.

Как было показано в разделе 2.4, теплота изохорного процесса равна изменению внутренней энергии. Введем новую функцию состояния, изменение которой равно теплоте изобарного процесса.

Определением этой функции служит тождество:

, (2.28)

которое легко получить из первого закона термодинамики в виде

при условии, что работа расширения совершается при постоянном давлении:

. (2.29)

Любая комбинация свойств (функций состояния) является также свойством системы. Поэтому, согласно (2.29), теплота процесса, протекающего при постоянном давлении, равняется изменению функции состояния – энтальпии:

. (2.30)

Соотношения (2.29) и (2.30) служат обоснованием основного закона термохимии – закона Гесса.



Из определения энтальпии

H = U +PV

и уравнения первого закона термодинамики для простой системы

следует, что

,

. (2.31)

Рассматривая Н как функцию независимых переменных Т и Р

,

получим выражение для дифференциала энтальпии:

. (2.32)

Отсюда получаем

. (2.33)

Коэффициенты при независимых переменных в уравнении (2.33) обозначают символами

и .


Тогда

. (2.34)

Следовательно, если рассматривать теплоту как функцию температуры и давления, получим:

и . (2.35)

Величина (∂Q/∂T)P в соответствии с (2.35) есть теплоемкость при постоянном давлении Ср. Величину (∂Q/∂Р)T называют теплотой изотермического сжатия. Из уравнений (2.32) и (2.35) получим

. (2.36)

Величины l, СV, Cр, h называются калорическими коэффициентами.Коэффициенты СV и l определяют зависимость внутренней энергии системы от температуры и объема; а коэффициенты Ср и h – энтальпии от температуры и давления. Теплоемкости Ср и СV, введенные первоначально как эмпирические коэффициенты, оказались важнейшими термодинамическими параметрами: с их помощью вычисляют изменение термодинамических функций с изменением температуры.





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 2622; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2022) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.004 сек.