Энергия при изотермическом процессе

Для изобарно-изотермических процессов (т. е. процессов, протекающих при постоянных температуре и давлении) изменение энергии Гиббса равно [c.79]

Можно показать, что для изохорно-изотермических процессов тепловой эффект равен изменению внутренней энергии системы [c.182]

Работа закрытой системы в обратимом изобарно-изотермическом процессе равна убыли свободной энергии Гиббса. [c.108]

Т. е. максимальная полезная работа изобарно-изотермического процесса равна убыли энергии Гиббса. [c.93]

Таким образом, в изотермическом процессе расширения газа внутренняя энергия системы, преобразованная в работу против внешнего давления, восполняется за счет притока теплоты, В рассмотренном здесь случае обратимого проведения процесса совершенная работа идентична максимальной полезной работе, которая, как показано ниже, равна изменению функции состояния. Минимальная обратимая работа сжатия, необходимая для перевода системы в исходное состояние, равна RT n v2 V]). При необратимом проведении процесса (потери на трение, Др>0) часть полезной работы теряется, переходя в теплоту. В предельном случае расширения газа в вакуум работа не совершается, однако для возвращения в исходное состояние необходима работа по крайней мере не меньшая, чем соответствующая уравнению (200). [c.221]

Максимальная работа обратимого изотермического процесса определяется только начальным и конечным состояниями системы и не зависит от пути превращения. Поэтому, так же как и другие обладающие этим свойством термодинамические величины, характеризующие состояние (например, изменение внутренней энергии или энтропии), ее можно представить в виде разности [c.88]

Условие, что рассматриваемая система является идеальным газом, используется при выводе работы изотермического процесса с помощью уравнения Клапейрона, а также работы адиабатического процесса с помощью уравнения (2.8) через полную производную внутренней энергии по температуре. Остальные формулы годятся и для систем, не представляющих собой идеального газа. Естественно, что все формулы пригодны для вычисления работы сжатия. [c.66]

Функция И—TS) играет большую роль при изучении равновесия в изотермических процессах. Ее называют изохорно-изотермическим потенциалом (сокращенно — просто изохорным потенциалом) или энергией Гельмгольца. Мы будем обозначать ее через F-. [c.221]

Если система имеет одну химическую степень свободы, то в итоге реальный процесс достигнет конечного состояния, которое называется равновесным. В физической химии используется понятие о свободной энергии системы, т. е. той части химической энергии, которая при обратимом изотермическом процессе может бы бь полностью превращена в работу, поскольку при равновесном состоянии свободная энергия такой системы равна нулю. Таким образом, понятия о максимальной работе и свободной энергии системы адекватны, только относятся к разным степеням свободы. [c.19]

Т. е. максимальная работа изотермического процесса равна убыли энергии Гельмгольца. Следовательно, работа произвольного изотермического процесса ограничена, она не может быть больще убыли энергии Гельмгольца, равной работе изотермического обратимого процесса. [c.93]

В изотермическом процессе нет изменения температуры газа, поэтому его внутренняя энергия не изменяется, а вся подводимая теплота расходуется на совершение внешней работы [c.29]

Сложнее зависимость изотермической перегонки от температуры, которая влияет и на растворимость, и на скорость процессов первой и третьей стадии. Чем меньше растворимость, тем больше роль этих стадий в кинетике всего процесса. Растворимость может увеличиваться, а может и уменьшаться с повышением температуры. В то же время повышение температуры всегда приводит к ускорению стадий растворения и роста частиц. Может случиться так, что при одной температуре лимитирующей является первая стадия, а при другой — вторая стадия. Обычно константы скорости химических реакций, к которым можно отнести стадии растворения и роста частиц, увеличиваются с повышением температуры быстрее, чем константа скорости диффузии. Например, при повышении температуры на 10°С коэффициент диффузии в растворах увеличивается на 30—40%, а константа химической реакции возрастает в 2—4 раза. Это обусловлено тем, что энергии активации процесса в диффузионной области находятся в пределах 5— 20 кДж/моль, а в кинетической области 50—200 кДж/моль. Таким образом, с понижением температуры скорости первой и третьей стадии изотермической перегонки резко уменьшаются по сравнению со скоростью диффузионной стадии и могут стать лимитирующими скорость протекания всего процесса перегонки. [c.278]

Как известно, изменение свободной энергии системы подсчитывается по уравнению Вилларда — Гиббса. Для изотермического процесса при атмосферном давлении уравнение имеет следующий вид [c.30]

Пористые мембраны представляют гетерогенные системы с весьма развитой поверхностью раздела твердое тело (матрица)— газ. Известно, что состояние газа или жидкости вблизи поверхности раздела фаз отличается от свойств той же среды в большом объеме. Особенности поведения веществ в этой области принято называть поверхностными явлениями. Термодинамически поверхностные явления трактуются как проявление особого вида взаимодействия системы, которое характеризуется уменьшением свободной энергии Гиббса при переходе вещества из объемной в поверхностную фазу. Убыль свободной энергии Гиббса пропорциональна площади поверхности и количественно определяется работой, которую необходимо затратить на образование поверхности или перемещения массы из объема в поверхностный слой в изотермическом процессе. Следовательно, речь идет о существовании потенциала поверхностных сил. [c.42]

Для реального раствора в изотермическом процессе изменение свободной энергии составит [c.216]

Песь запас внутренней энергии системы можно мысленно разделить на две части, которые называют свободной и связанной энергией. Под свободной понимают ту часть внутренней энергии, убыль которой равна работе, произведенной системой при изотермическом процессе, а связанной — ту часть внутренней энергии, приращение которой равно теплоте, полученной системой при том же процессе. [c.84]

Заметим, что для увеличения поверхности жидкости необходимо затратить работу, связанную с преодолением сил, обусловливающих внутреннее давление. Работа при обратимом и изотермическом процессе, необходимая для создания единицы поверхности, равна удельной свободной энергии поверхности. Очевидно, [c.114]

Как уже указано в О, свободной можно назвать ту часть внутренней энергии, убыль которой равна работе, производимой системой при изотермическом процессе. Эта свободная часть внутренней энергии равна разности между последней и произведением абсолютней температуры иа энтропию. Если же это произвела [c.86]

Разнообразие в распределении температур по высоте зоны катализа затрудняет оценку преимуществ и недостатков температурных режимов и эффективности катализаторов. Сравнение эффективности действия катализатора возможно лишь в том случае, если на основе температурного графика неизотермического реактора рассчитать температуру, эквивалентную средней скорости процесса, проводимого в изотермических условиях, или, как еще ее можно назвать, эквивалентную изотермическую (кинетическую) температуру [9, 10]. Весьма важно также, что характер распределения температур в отдельных адиабатических зонах реакторного устройства зависит от свойств катализаторов и кинетических характеристик процесса. Так, по температурным кривым можно судить о численных значениях кажущихся энергий активации процессов, об активности катализаторов, а в некоторых случаях и о [c.32]

Таким образом, при изохорно-изотермическом процессе убыль свободной энергии Гельмгольца равна полезной максимальной работе, которая не включает в себя работу изменения объема. [c.141]

Свободная энергия в различных процессах проявляется по-разному. Например, в изобарно-изотерми-. ческих процессах она выступает в форме энергии Гиббса G, в изохорно-изотермических процессах — в форме энергии Гельмгольца F. [c.69]

Так как внутренняя энергия идеального газа является функцией температуры [см. уравнения (ИЛ) и сл.], ю при изотермическом процессе она остается постоянной, т. е. [c.59]

Из определения А следует, что U = А + TS, т. е. что внутренняя энергия системы состоит из двух частей свободной энергии при постоянном объеме и связанной энергии TS. Как видим, связанная энергия равна произведению энтропии на абсолютную температуру. Свободная энергия — это та часть внутренней энергии, которая при обратимом изотермическом процессе может быть полностью превращена в работу. [c.76]

В качестве примера вычисления возрастания энтропии в простейшем необратимом процессе рассмотрим расширение идеального газа, подобно описанному в опыте Гей-Люссака. Допустим, что газ из сосуда I расширился и занял объем сосудов I и II. При этом согласно определению идеального газа температура при расширении будет оставаться неизменной, поскольку система изолирована и общая энергия, стало быть, не меняется. Теперь для оценки возрастания энтропии в этом процессе необходимо возвратить эту систему в исходное состояние с помощью стандартной системы пружина — резервуар с той же самой температурой, что и температура газа, т. е. Ти Работа, выполненная пружиной, и теплота, поглощенная резервуаром, в изотермическом процессе согласно первому началу термодинамики выражаются уравнением [c.96]

Это соотношение характеризует зависимость внутренней энергии от объема в изотермическом процессе. [c.114]

Свободная энергия Гельмгольца. Физический смысл понятия свободной энергии выясняется путем вычисления работы в изотермическом процессе На основании ( .48) при постоянной температуре ( 7=0) [c.140]

Уравнение ( .58), собственно, и послужило Гельмгольцу основанием для предложенного им названия функции Р. Гельмгольц также предложил название связанная энергия для величины Т8. Основанием этому послужило равенство между й(Т8) и бР при обратимом и изотермическом процессе. [c.141]

Необходимо помнить, что количество работы в количестве теплоты определяется характером процесса, совершаемого системой, а распределение внутренней энергии по различным формам зависит только от состояния системы. Приведенные рассуждения особенно наглядно иллюстрируются следующим примером. Пусть обратимый изотермический процесс протекает с убылью внутренней энергии и поглощением тепла. Тогда в соответствии с первым законом термодинамики количество произведенной работы больше убыли внутренней энергии, но разумеется, равно убыли свободной энергии Гельмгольца. Отсюда ясно, что свободную энергию Р нельзя рассматривать как форму или как часть внутренней энергии системы. [c.141]

Заметим прежде всего, что во многих случах мы можем заставить реакцию идти в том или другом направлении в зависимости от температуры отсюда следует что химическое сродство есть функция температуры, и, если мы желаем говорить об определенном значении химического сродства, мы должны рассматривать изотермическую систему, т. е. должны представить себе, что данная система находится в термостате при определенной температуре. Но мы видели, что в замкнутой системе ( 111=0) всякий реальный самопроизвольно протекающий изотермический процесс сопровождается ростом энтропии и соответственно уменьшением свободной энергии йи=йР + Тй8=-0 или Тй5—— Р. Только по достижении состояния, отвечающего максимуму энтропии или же минимуму свободной энергии, прекращается течение самопроизвольного процесса. Следовательно, химическая реакция сопровождается ростом энтропии, или же, что то же самое, уменьшением работоспособности, уменьшением свободной энергии системы. Когда энтропия достигает максимума, а свободная энергия системы-минимума, прекращается- и химический процесс, исчерпывается химическое сродство. [c.164]

При изотермическом процессе температура системы остается постоянной, значит, изменения внутренней энергии не происходит <Ш = 0. Тогда вся подводимая теплота в изотермическом процессе SQq идет на совершение работы расширения газа [c.172]

В этой главе ограничимся рассмотрением процессов, для которых температура флюида равна температуре среды и остается неизменной. Действительно,, вследствие того, что фильтрация представляет собой очень медленный процесс, изменение температуры, возникающее в ходе движения вследствие наличия сопротивления стенок поровых каналов и трещин, а также из-за расширения флюида при уменьшении давления, успевает компенсироваться теплообменом с окружающими горными породами. Для таких изотермических процессов, как показано Б. Б. Лапуком, уравнения энергии рассматривать уже не нужно. [c.36]

Изотермическим процессом назына( тся п)о-цесс, идущий при постоянной температуре Т = = onst) - Таким образом, если газу сообщается Q калорий теп-ла, причем температура, а следовательно, и внутренняя энергия его при этом остается постоянной (dil = О), то все тепло, которое получает газ, идет только на соверщение внещней работы (Л) [c.68]

Энергия Гельмгольца используется для описания состояния равновесия в случае изохорно-изотермических процессов. Тогда (Г = onst, о = onst) при равновесии df = Q, и f достигает минимума. [c.128]

Энергия Гиббса определяет состояние равновесия в случае изо-барно-изотермических процессов. Тогда (7 = onst, р = onst) при равновесии dg = Q, и g достигает минимума. [c.128]

Второй вид энергии отражается членом Qp=T S, который определяет ту часть энтальпии, которая в изотермическом процессе не может быть превращена в работу, а переходит только в теплоту, рассеивающуюся во внешнюю среду. Поэтому величину Qp=T S называют связанной энергией или обесцененной энергией. В тепловых машинах связанной энергией является энергия межмолекулярного взаимодействия частиц рабочего тела (водяной пар). Теплота экзотермических процессов (конденсация или реакции синтеза) также может явиться примером связанной энергии. Это броунова часть энергии Н. [c.121]

Изотермический процесс. Передача теплоты при Т = onst от одного тела к другому является квазистатическим процессом. Для идеального газа, а также для реального газа при невысоких давлениях внутренняя энергия является только функцией температуры [см. уравнение (56.4)]. Отсюда при изотермических процессах U = = onst, и уравнение (57.3) принимает вид [c.192]

Функция состояния, убыль которой равна максимальной полезной работе, называется терм0даиамическ1гм потенциалом. Наибольшее практическое значение имеют изобарно-изотермические процессы, термодинамический потенциал которых называется изобарно-изотермическим или изобарным потентщалом, а также энергией Гиббса (G). Следовательно, [c.21]

В изотермическом процессе газ сжимается при постоянной температуре. В этом случае внутренняя энергия газа не изменяется (Ы = Ыг) и соблюдается равенство PlV = Следовательно, И -Ь Р1У1 = 2 + Р2Щ, или 1 = 2, т. е. энтальпия газа прк [c.217]

При сближении двух тел до расстояний, сопоставимых с дальностью действия межмолекулярных сил, между ними возникают поверхностные силы взаимодействия, которые действуют лишь в сфере молекулярного поля и на расстояниях от поверхности раздела, превышающих радиус этой сферы, равны нулю. Эти силы, являющиеся следствием ненасыщенности межмолекулярных сил на поверхности фаз и зависящие от природы когезионных сил в фазах, всегда выступают как силы притяжения. Ненасыщен-ность межмолекулярного взаимодействия на внешней поверхности частицы приводит к образованию избыточной поверхностной энергии между фазами. Наличие определенного избытка свободной энергии, сосредоточенной в поверхностньге слоях на границе раздела фаз и пропорциональной этой поверхности, обусловливает стремление любых дисперсных систем занять минимальную поверхность раздела фаз. Следствием такого свойства дисперсных систем является стремление в изотермических условиях жидких частиц к коалесценции и твердых частиц к агрегированию, сопровождающихся понижением свободной поверхностной энергии пропорционально убыли поверхности. Термодинамически поверхностную энергию можно характеризовать через уравнение для внутренней энергии и=Р+Тз. Применительно к процессу образования новой поверхности и есть поверхностная энергия, Р - свободная энергия образования поверхности и Тз - тепловой эффект процесса, где 8 = с1Р МТ - температурный коэффициент свободной энергии образования поверхности. Известно, что внутренняя энергия системы является результатом взаимодействия частиц и их кинетической энергии. В изотермических процессах определяемая температурой кинетическая энергия частиц остается постоянной, поэтому все изменения внутренней [c.93]

Линия ВЕСК соответствует изотермическому сжатию до давления р в одноступенчатом компрессоре, а линия ВСЕ — политропическому сжатию в том же компрессоре. Как видно из приведенных диаграмм, процесс многоступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением газа более близок к изотермическому и, следовательно, требует меньших затрат энергии, чем процесс одноступенчатого сжатия в тех же пределах давлений. [c.165]

Самопроизвольное сокращение поверхности жидкости указывает на существование свободной энергии поверхности. Поэтому цри изотермическом процессе образования каждой новой единицы поверхности затрачивается определенная работа. Эта работа, являющаяся мерой свободней энергии единицы поверхности жидкости, называется удельной поверхностной энергией и представляет собой уделышй (на 1 см ) изобарный потенциал поверхности. [c.329]

Наконец, при изотермическом процессе ( 2 = ii = onst) механическая работа расходуется целиком на изменение кинетической энергии [c.18]

Набота адсорбции — это работа, которую совершает система при обратимом изотермическом процессе переноса растворенного вещества из объема раствора в поверхностный слой. Величина работы адсорбции, отнесенная к 1 молю адсорбированного вещества, называется адсорбционным потенциалом. Другими словами, адсорбционный потенциал — это выигрыш энергии, который достигается при адсорбции 1 моля ПАВ. [c.11]

Величины S.F и ДО характеризуют соответственно свободную энергию при лостоя1Ниом объеме и постоянном давлении, которая в обратимом изотермическом процессе может быть пр1 вращена в работу. [c.37]