Любое свойство системы модет быть выражено через термодинамические потенциалы и их производные в явной форме

Термодинамические потенциалы

Термодинамические потенциалы

Математическое выражение Кирхгофа

Закон Кирхгофа

Следствия из Закона Гесса

1) Тепловой эффект прямой реакции равен тепловому эффекту обратной реакции с обратным знаком

А+В=С+D; /\H1=-/\H2

2) Тепловой эффект реакции равен разности суммы теплот образования продуктов реакции и исходных веществ, с учётом коэффицентов реакции:

/\H(реак)=сумма n/\H(пр.обр.)- сумма n/\H(исх.обр.)

-Теплота образования /\Hf, /\Hтепловой эффект реакции образования 1 моль сложного вещества из простых.

3) Тепловой эффект реакции равен разности суммы теплот сгорания исходных веществ и продуктов реакции с учётом коэффицентов

/\H(реакции)=сумма n/\H(исх.сг.)- сумма n/\H(пр.сг.)

Теплота сгорани - это тепловой эффект реакции полного сгорания 1 моля данного вещества до высших оксидов.

Удельная теплоёмкость- теплота, необхадимая для нагревания 1го моля вещества на 1 градус.

Для газов теплоёмкости подразделяют на Ср-изобарную, Сv-изохорную.

Ср=Сv+А(расш)

Ср=а+b*T+c(штрих)*T^(-2) - для неорганических веществ (1)

Ср=a+b*T+c*T^2+d*T^3 - для органических веществ (2)

Уравнения 1 и 2 показывают зависимость Ср от температуры.

а, b, c, d, c(штрих) - кэффиценты, находятся опытным путём и приведены в справочной литературе.

dQp/dT=/\Cp и dQv/dT=/\Cv

dQ/dT- температурный коэффициент теплового эффекта.

Температурный коэффициент теплового эффекта процесса равен изменению теплоёмкости системы, происходящему в результате этого процесса.

(Списать с тетради)

План лекции №3: Термодинамические потенциалы

-Общая характеристика термодинамических потенциалов;

-Вывод системы уравнений Максвелла;

-Применение термодинамических потенциалов как критерия направленности процесса;

Изменение энтропии является критерием возможности и направленности процесса только для изолированных систем. Для открытых систем критериями процесса являются термодинамические потенциалы.

В механике большое значение имеет принцип стремления тел к уменьшению потенциальной энергии. Движение прекращается, когда гравитационный потенциал достигнет возможного минимума. Положение равновесия не зависит от начального положения тела.

Главное достоинство термодинамических потенциалов

Термодинамические потенциалы- характеристические функции процессов, протекающих в системах.

Вывод системы уравнения Максвелла

Термодинамические потенциалы можно ввести используя 1 и 2ое начало термодинамики

dQ=dU+dA=dU+dA+PdV

Для обратимых процессов:

dS=dQ/T; dQ=dS*T

TdS=dU+dAmax+PdV

dA`max=TdS-Du-PdV (1)- исходная форма для анализа

Рассмотрим это выражение для 4х групп процессов.

1)V,S=const- изохорно-изоэнтропийный процесс

dV=0, dS=0

Подставим в исходную форму:

dA`max=-dUv,s- дифференциальная форма

A`max=-/\Uv,s- интегральная форма

U=f(V,S)- внутренняя энергия

Так как V и S независимые перемнные:

Форм(списать)

2)P,S=const, dS=0 подставим в исходную форму

H=U+PV- продифференцировать, подставив dU из 1-го начала термодинамики получаем dH=TdS+VdP и затем сравниваем с (3): формулы списать!

3)V,T=const- изохорно-изотермический dV=0

Подставим в (1):

V,T – независимые переменные, тогда:

F=U-TS- продифференцировать, подсииавив dU из 1го начала термодинамики, получаем dF=-PdV-SdT и затем сравнивам с (4):

4)P,T=const- изобарно-изотермический

G=f(P,T), где P,T- независимые переменные

(U-TS+PV) продифференцировать, подставив dU из 1го начала термодинамики получаем dG=VdP-SdT и сравниваем с (5):

Приравнивая левые и правые части уравнений производных термодинамических функций (А,В,С,Д) получаем уравнения, связывающие их между собой, называемые уравнениями Максвелла:

Дата добавления: 2014-01-07