Процессы несамопроизвольные

Все процессы, встречающиеся в природе, можно разделить на самопроизвольные (естественные) и несамопроизвольные. Самопроизвольные процессы — это такие процессы, которые не требуют затраты энергии извне. Например, процессы перехода теплоты от тела с более высокой температурой к телу с более низкой температурой, растворение соли в воде, смешение двух газов и т. п. протекают сами собой, т. е. являются самопроизвольными процессами. Несамопроизвольные процессы требуют для своего протекания затраты энергии. Например, при процессе разделения воздуха на кислород и азот обязательно требуется затратить энергию. [c.185]

Электролиз — процесс несамопроизвольный, поэтому для его проведения требуется расход энергии — закон Фарадея [c.189]

Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы [c.77]

Если имеется возможность по какому-либо признаку отнести любой интересующий нас процесс к типу самопроизвольных процессов (а обратный—к несамопроизвольным), не испытывая на опыте возможность того или другого, то можно предсказать направление процесса. Эту возможность дает нам стопой закон термодинамики. [c.78]

Вода расщепляется на элементы, что создает источник атомов водорода для восстановления СО2 в глюкозу, а нежелательный газообразный кислород выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого в высшей степени несамопроизвольного процесса, обеспечивается солнечным светом. В наиболее древних формах бактериального фотосинтеза в качестве источника восстановительного водорода использовались не вода, а сероводород, Н28, органические вещества или сам газообразный водород, но легкая доступность воды сделала этот источник наиболее удобным, и в настоящее время он используется всеми водорослями и зелеными растениями. Простейшими организмами, в которых осуществляется фотосинтез с высвобождением О2, являются сине-зеленые водоросли. Их правильнее называть современным названием цианобактерии, поскольку это в самом деле бактерии, научившиеся добывать собственную пищу из СО2, Н2О и солнечного света. [c.335]

Следовательно, электроосмос является процессом несамопроизвольным, на его осуществление затрачивается электрическая работа. [c.101]

Краткий курс химической термодинамики вводит студентов химико-технологических специальностей в теоретическое содержание классической термодинамики, термодинамики необратимых самопроизвольных и несамопроизвольных процессов, в термодинамику координированных систем. Методы статистической термодинамики в данном курсе не рассматриваются. [c.4]

В термодинамике необратимых процессов можно выделить самопроизвольные (спонтанно протекающие) процессы и несамопроизвольно протекающие процессы. На основе аналитических выражений 1-го и 2-го законов термодинамики получены такие функции, как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергии Гельмгольца и Гиббса. Эти функции используются для расчета максимальной и максимально полезной работы химического процесса, которые характеризуют химическое сродство вещества друг к другу (мера химического сродства). [c.6]

Очевидно, постулаты Клаузиуса и Томсона можно объединить в один, согласно которому единственным резу лъ-татом цикла не может быть отрицательный процесс. Это—наиболее широкая формулировка, однако ее недостаток заключается в том, что она требует дополнительного определения отрицательного (несамопроизвольного) процесса. Исходные постулаты Клаузиуса и Томсона, имея вид частных формулировок, оказываются (каждый в отдельности) совершенно достаточными для построения всех выводов, следующих из другого постулата. [c.80]

Таким образом, утверждение, по которому несамопроизвольные (отрицательные) процессы не могут быть единственным результатом совокупности процессов, оказывается нестрогим, а отрицательные процессы в макроскопических системах оказываются не невозможными, а крайне мало вероятными событиями. Второй закон термодинамики является, следовательно, не абсолютным законом природы подобно первому закону, а статистическим законом, который соблюдается с высокой степенью точности для значительных количеств молекул и тем менее применим, чем меньше размеры системы, являющейся объектом изучения. [c.105]

Этот пример показывает, почему химикам интересно знать, самопроизвольна ли каждая реакция, т.е. иметь представление о ее естественной тенденции к осуществлению. Если изучаемая химическая реакция является самопроизвольной, но медленной, можно попытаться ускорить ее протекание. Чаще всего для этого достаточно повысить температуру или подобрать катализатор. Действие катализаторов будет подробнее обсуждаться в гл. 22. Но вкратце уже сейчас можно определить катализатор как вещество, которое помогает самопроизвольной реакции протекать быстрее, обеспечивая ей более легкий путь. При достаточно высокой температуре бензин быстро горит в воздухе. Роль искры зажигания в автомобильном двигателе заключается в создании исходной высокой температуры. Выделяющееся в результате реакции тепло поддерживает высокую температуру, необходимую для дальнейшего протекания реакции. Но если подобрать подходящий катализатор, бензин будет соединяться с кислородом и при комнатной температуре, потому что в естественных условиях реакция между этими веществами является самопроизвольной, хотя и медленной. Однако никакой катализатор никогда не заставит соединяться диоксид углерода и воду с образованием бензина и кислорода при комнатной температуре и умеренных давлениях, и только невежественный химик потратит время на поиски такого катализатора. Короче говоря, понимание различия между самопроизвольными и несамопроизвольными реакциями помогает химику увидеть границы возможного. Если реакция возможна, но пока еще не найден путь ее осуществления, целесообразно заниматься поисками таких путей. Если же процесс принципиально невозможен, не следует тратить на него время. [c.169]

В краткий курс включены также новые разделы, посвященные рассмотрению термодинамики самопроизвольных и несамопроизвольных процессов и термодинамику координированных систем. Это особенно важно при интенсификации процессов химической технологии, создании новых технологий, химических комплексов на базе использования природного сырья органического и неорганического происхождения и при разработке математических моделей для оптимального управления их работой. [c.3]

Понятие об энтропии и введение новой функции в термодинамику было осуществлено на основе формулировок 2-го закона термодинамики и теорем Карно и Клаузиуса. Следует указать, что в равновесно протекающих процессах невозможно отделить самопроизвольные (спонтанные) процессы от несамопроизвольных. В то же время формулировка 2-го закона термодинамики предполагает отделение этих процессов один от другого. В настоящее время для разрещения этого противоречия развивается термодинамика необратимых процессов (И. Р. Пригожин). Классическая термодинамика изучает на основе 2-го закона термодинамики только равновесные процессы и системы. [c.83]

Инженеры-химики, технологи и конструкторы должны владеть методами химической термодинамики в приложении к расчету равновесий и неравновесных процессов в рамках термодинамики необратимых самопроизвольных и несамопроизвольных процессов, для веществ в идеальном и неидеальном состоянии, для химически и фазово однородных и неоднородных систем. [c.3]

Рис. 24. Иллюстрация несамопроизвольного процесса — обратимый, II — не-. V обратимый процессы

Приведены методы расчета летучестей и активностей. Кратко рассмотрена термодинамика необратимых процессов и термодинамика координированных систем. В каждом разделе рассмотрены соотношения для самопроизвольных и несамопроизвольных процессов. Разделы имеют задачи с решениями и контрольные вопросы. В конце учебника приведены задачи с решением и без решения. [c.4]

Термодинамика определяется как наука, изучающая процессы взаимопревращения теплоты и работы. В настоящее время выделяют общую (физическую), техническую и химическую термодинамику, которые в основном изучают равновесно протекающие процессы. В последнее время интенсивно развивается термодинамика необратимых процессов и появляются исследования термодинамики самопроизвольных и несамопроизвольных процессов, как новое направление термодинамики необратимых процессов. [c.5]

Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы подразделяются на термодинамически обратимые и необратимые. Равновесные состояния системы могут изучаться на основе принципа существования энтропии. Он утверждает, что существует функция состояния системы — энтропия, изменение которой в равновесных процессах происходит только под действием энергии в форме теплоты. Равновесные процессы в природе и технике никогда не встречаются и представляют собой предельное состояние процесса. [c.83]

Следует отметить, что в изолированной системе могут протекать только самопроизвольные процессы, которые приводят неравновесную систему в равновесное состояние. Равновесная система не может самопроизвольно выйти из этого состояния. Например, газ не может самопроизвольно подвергаться сжатию от равновесного до более высокого давления. Это определяется тем, что равновесное состояние газа в заданном объеме является наиболее вероятным, а отклонения от равновесия в макрообъеме маловероятным процессом. В то же время в открытой системе процессы могут проходить с различными по величине флуктуациями, и эти флуктуации не могут обеспечить переход к равновесию. В открытых системах действует закон одновременного и непрерывного протекания самопроизвольных и несамопроизвольных процессов. [c.10]

Термодинамика необратимых процессов развивается в трудах И. Р. Пригожина. В настоящее время этот раздел термодинамики сильно развит для биологических систем. Можно указать на развитие термодинамики координированных систем, термодинамики само- и несамопроизвольных процессов. [c.14]

Эти неравенства показывают, что энергия Гельмгольца газов до смешения выше энергии Гельмгольца газов после смешения. Таким образом, по уравнению (5.54) расчетным путем можно легко определить тип процесса по величине изменения АЛ и его знаку. Если АЛ<0, то процесс самопроизвольный, если АЛ>0 — несамопроизвольный, АЛ = 0 — равновесный. [c.116]

При этом процесс перетекания газа из сосуда А в сосуд В происходит самопроизвольно, а в сосуде В происходит возрастание (несамопроизвольное) давления. Оба эти процесса идут непрерывно и взаимосвязано. Следовательно, в природе как в фазово, так и химически неоднородных системах одновременно и взаимосвязанно проходят как само-, так и несамопроизвольные процессы, которые неотделимы друг от друга. [c.40]

Обратные процессы могут протекать только при затрате работы и называются несамопроизвольными процессами. Самопроизвольные процессы проходят от менее вероятного состояния системы в более вероятные. Так, газ, находящийся в двух сосудах под разным давлением, с вероятностью, равной 1, будет переходить в сосуд с меньшим давлением, диффузия с такой же вероятностью одного газа в другой будет стремиться с вероятностью, равной единице, к однородному перемешиванию молекул газа в системе. [c.82]

При таком проведении процессов сжатия и расширения газа несамопроизвольный процесс полностью компенсируется самопроизвольным и работа будет полностью компенсирована теплотой. [c.85]

Следует отметить, что кинетику перехода неравновесной системы к равновесному состоянию изучают в термодинамике необратимых процессов, которая посвящена в основном исследованию закономерностей протекания самопроизвольных процессов. Ниже излагаются основы термодинамики протекания само-и несамопроизвольных процессов. [c.97]

Теорема И. М. Колесникова о термодинамике протекания само- и несамопроизвольных процессов [c.97]

В окружающей нас среде можно выделить в качестве термодинамического объекта фазово-открытые системы. Это часть пространства, отделенная оболочкой от внешней среды и обменивающаяся с ней энергией и веществом. Между этими системами могут протекать само- и несамопроизвольные процессы, неотделимые один от другого. Так, например, при расширении газа (самопроизвольный процесс) в приборе Джоуля—Гей-Люссака в одной части его происходит падение давления (самопроизвольный процесс), а в другой части возрастание давления (несамопроизвольный процесс) и последний как бы создает противодействие первому, то есть оба процесса проходят одновременно, непрерывно и взаимозависимо. Также протекают процессы и в природе. Это позволяет сформулировать следующую теорему в фазово-обособленных открытых системах одновременно, непрерывно и взаимосвязанно проходят самопроизвольные и несамопроизвольные процессы, причем самопроизвольные процессы протекают с возрастанием в системе энтропии и уменьшением свободной энергии, а несамопроизвольные — с уменьшением энтропии и возрастанием свободной энергии. [c.97]

Несамопроизвольный процесс — сжатие газа. Его можно провести необратимо (рис. 24) по пути П и обратимо по пути I. [c.98]

Какие процессы можно отнести к само- и несамопроизвольным [c.101]

Сформулируйте и докажите теорему об изменении энтропии в само- и несамопроизвольных процессах. [c.101]

Как изменяется энтропия в само- и несамопроизвольных процессах [c.107]

В несамопроизвольном, термодинамически необратимом процессе, значение энергии Гельмгольца возрастает со временем [c.111]

В процессе перемешивания разнородных газов уменьшается концентрация газа в одной части системы (самопроизвольный процесс) и повышается концентрация газа в другом месте системы (несамопроизвольный процесс). Причем эти процессы протекают непрерывно и одновременно. [c.127]

По величине изменения характеристических функций и, Н, 8, А и О можно определить критерии для выявления равновесного состояния системы и протекания в них необратимых само- или несамопроизвольных процессов, протекающих в фазово-однородных или неоднородных системах. Этот метод основывается на [c.138]

В неизолированной системе, то есть системе, которая может обмениваться с внешней средой энергией и веществом, могут протекать процессы равновесно или неравновесно. Тогда главное уравнение термодинамики, объединяющее равновесные и неравновесные (само- и несамопроизвольные) процессы, запишется в такой форме [c.139]

LG > О и AS < О — процесс несамопроизвольный, нео , идет справа налево Для химической реакции ЛЯ и AI7 представляют соб тепловые эффекты Заметим, что AG может быть отрицательным даже п ожительной АЯ, то есть эндотермические реакции в, для этого необходимо, чтобы 7Л5 > АЯ Та ом, эндотермические реакции идут легче при высо ературах, газообразном состоянии реагентов и увел числа молей продуктов реакции (например, раств е Na I в воде) При низких температурах, в реакци изменения числа молей, в реакциях между тверды жидкими реагентами величиной TAS можно прене (большинство органических реакций) [c.145]

ГД5д>0) (см. рис. 13.5). Процесс несамопроизвольный — необходима работа внешних сил, и образец охлаждается. [c.533]

Этот несамопроизвольный процесс происходит за счет объеди ненного с ним самопроизвольного процесса, компенсируется им. Таким образом, в равновесном процессе имеет место компенсация несамопроизвольного отрицательного процесса самопроизвольным положительным. [c.78]

В пособии изложены основные законы термодинамики, рассмотрено введение в химическую термодинамику термодинамических функций и их применение для расчета химических процессов рассмотрено применение термодинамических методов к расчету свойств гомогенных систем и индивидуальных веществ, смешанных по вещественному и фазовому составу систем. Обсуждена термодинамика идеальных и неидеальных систем, необратимых процессов-самопроиз-вольиых и несамопроизвольных, термодинамика координированных систем. [c.1]

В этой схеме представлена совокупность само- и несамопроизвольных процессов. Для отделения самопроизвольных процессов от несамонроизвольных был сформулирован 2-ой закон термодинамики. Впервые его сформулировали для объяснения причины получения работы с помощью тепловой машины и с целью определения эффективности их работы на основе коэффициента полезного действия — КПД. [c.86]

Вследствие того, что по условию процесс перемешивания зазнородных газов проводится при Т, Р=сопз1, убыль энергии иббса при обратимом проведении процесса равна максималь-но-полезной работе и просто работе — в необратимых процессах. Следовательно, в прямом процессе преобладает доля самопроизвольного, в обратном процессе — разделение смеси газов на отдельные компоненты, который может проходить только при затрате работы и в таком количестве, которая должна компенсировать уменьшение энергии Гиббса в прямом процессе, преобладает доля несамопроизвольного процесса. В обратимом процессе затраченная работа будет минимальной. Фактически же процесс разделения газов проводят с конечной скоростью, поэтому на него затрачивается гораздо больше работы, чем в обратимом процессе. Однако затрачивая в необратимом процессе избыток энергии на разделение газов, значительно выигрывают время на их разделение. [c.127]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология