Первый закон термодинамики и термодинамические процессы

Второй закон термодинамики так же, как и первый, формулируется с привлечением нескольких постулатов. Если постулаты первого закона термодинамики отражали закон сохранения энергии, то постулаты второго закона отражают принцип минимума свободной энергии и качественную неэквивалентность теплоты и работы в приложении к конкретным термодинамическим процессам. Наибольшую известность получили следующие постулаты. [c.87]

Идеальный газ. Первый закон термодинамики. Термодинамические процессы [c.25]

Можно дать несколько формулировок первого закона, которые по существу равноценны одна другой. Закон сохранения энергии в применении его к термодинамическим процессам является одним из таких выражений первого закона термодинамики. Как известно, закон сохранения энергии устанавливает, что [c.187]

Применительно к различным термодинамическим процессам математическое уравнение первого закона термодинамики (11.17) запи+ сывают так для изобарного процесса [c.37]

Из свойств внутренней энергии следует, что ее изменення в термодинамическом процессе можно определить с помощью выражения (П.2), называемого уравнением первого закона термодинамики. Для этого, по-видимому, необходимо уметь определять значения работы и теплоты Q изучаемого процесса. [c.53]

Термодинамическая система может получать или вьщелять теплоту и совершать работу или быть объектом совершения работы. Первый закон термодинамики утверждает, что во всех этих процессах энергия в системе не создается из ничего и не исчезает бесследно. Энергия системы не обязательно остается постоянной она может повышаться или уменьшаться, в зависимости от того, какое воздействие мы оказываем на систему. Но изменение энергии системы должно быть равно результирующему количе- [c.14]

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. УРАВНЕНИЕ Д. БЕРНУЛЛИ [c.15]

Все протекающие в природе процессы, связанные с изменением энергетического состояния, подчиняются первому закону термодинамики, но не всякий процесс, не противоречащий первому закону, осуществим на практике. Из первого закона термодинамики следует лишь, что энергия изолированной системы постоянна, но определить направление процессов, происходящих в системе, с помощью этого закона нельзя. Поэтому первого закона недостаточно для полного описания термодинамических процессов. Он позволяет точно найти энергетический баланс процессов, но не дает никаких указаний об их направлении и о возможности проведения. Между тем реальные процессы протекают в определенном направлении,и, как правило, не изменив условий, нельзя заставить процесс пойти в обратном направлении. [c.93]

Таким образом, лишь термодинамически обратимый самопроизвольный процесс сопровождается полезной немеханической работой, в противном случае полезная работа может полностью отсутствовать. С учетом этого уравнение первого закона термодинамики можно записать в следующем виде [c.83]

Первый закон термодинамики и термодинамические процессы [c.27]

Теплотой смешения (интегральной теплотой растворения) называют количество теплоты, выделяемое или поглощаемое системой в процессе смешения п молей вещества Ai и П2 молей вещества А2 при постоянных температуре и давлении. Вместо термина интегральная теплота растворения часто просто говорят теплота растворения . При постоянном давлении в соответствии с первым законом термодинамики dQp=dH, следовательно, теплота смешения равна изменению энтальпии Н , происходящему в результате смешения Н , по определению, является экстенсивной термодинамической величиной. [c.57]

Выражения (1.12) —(1.14), являющиеся определением термодинамического понятия внутренней энергии, не позволяют найти абсолютное значение, а показывают только изменение этой величины в различных процессах. Это вполне закономерно, так как первый закон термодинамики не связан с какими-либо определенными представлениями о строении материи. [c.36]

На этом краткое знакомство с первым законом термодинамики заканчивается. В заключение предлагаем табл. II.1, в которой собраны основные сведения об обратимых термодинамических процессах идеального газа. Они могут быть использованы при решении как теоретических, так и практических задач. [c.66]

Первый закон термодинамики позволяет предсказывать изменения в исследуемой системе и окружающей среде, происходящие в результате термодинамических процессов, в отсутствие на самом деле самих процессов. Причем вопрос о возможности реализации рассматриваемого процесса никак не отражается на результатах расчетов. Например, при расчете тепловых эффектов реакций или других энергетических явлений, сопровождающих их, безразлично, происходят ли эти процессы или они — лишь плод воображения. [c.82]

Полезной работой термодинамического процесса принято считать любую положительную работу, т. е. совершаемую над окружающей средой. При этом, согласно первому закону термодинамики, происходит убыль внутренней энергии (энтальпии) системы. Например, работа расширения газа, по перемещению тела в поле сил, по перемещению электрических зарядов в электрическом поле и т. д. [c.82]

При формулировке первого закона термодинамики предполагается, что энергия может преобразовываться только в теплоту или работу. Однако принципиально энергия системы можег меняться также при изменении количества вещества при удалении вещества из системы оно уносит часть внутренней энергии этой системы, а при поступлении вещества в систему последняя получает дополнительное количество энергии. Системы, в которых возможно изменение количества вещества за счет его притока или выноса из системы, называют открытыми. Если такой процесс невозможен, систему называют замкнутой. Следует отличать еще изолированную систему, в которой невозможен обмен с внещней средой не только веществом, яо и энергией. В изолированных системах энергия всегда остается постоянной. Термодинамическое исследование открытых систем приобрело важное значение при переходе к живым организмам, которые находятся в обмене веществом с внешней средой. Эти системы также широко используются при моделировании непрерывных процессов в химической промышленности, где в химический реактор (систему реакторов) непрерывно поступают исходные вещества, а на выходе— конечные продукты. Теория открытых процессов (систем) достаточно хорошо разработана, поскольку исторически она возникла одновременно с термодинамикой необратимых процессов, однако при дальнейшем изложении теория открытых процессов не будет рассматриваться более глубоко. [c.220]

Как уже упоминалось, сущность термодинамического метода исследования состоит в использовании законов термодинамики, являющихся постулатами, установленными в результате обобщения большого числа опытных фактов. Одним из таких постулатов является первый закон термодинамики. Первый закон термодинамики является выражением в настоящее время всем хорошо известного закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим процессам. Остановимся на нескольких формулировках первого закона термодинамики. [c.60]

Итак, мы рассмотрели первый закон термодинамики. Сущность его состоит в приложении закона сохранения и превращения энергии к термодинамическим процессам. Конкретные закономерности можно записать математически с помощью ряда термодинамических величин, некоторые из них являются функциями состояния или обладают свойствами функций состояния в отдельных частных случаях. [c.78]

Таким образом, для достаточно точного описания термодинамических процессов первый закон термодинамики должен быть дополнен другой обш,ей закономерностью, позволяющей решать вопрос о возможности или невозможности тех или иных процессов, о направлении процессов и пределе, до которого они протекают. Эта закономерность составляет основное содержание второго закона термодинамики. [c.92]

Если система изолирована, т. е. не обменивается энергией с окружающей средой, то йи = 0 и энергия постоянна. Таким образом, первый закон термодинамики — это приложение более общего закона сохранения энергии к термодинамическим процессам. Энергия не исчезает и не появляется она только переходит из одной формы в другую. [c.13]

Записанный в таком виде общий принцип сохранения энергии в термодинамическом процессе называется математическим выражением первого закона термодинамики, которому можно дать такую формулировку в термодинамическом процессе подведенная теплота в общем случае расходуется на изменение внутренней энергии и на совершение внешней работы. [c.46]

Термодинамическая задача решается интегрированием уравнения первого закона термодинамики в форме Лагранжа. Вывод уравнения первого закона термодинамики для необратимых процессов, имеющих место в цилиндре поршневой машины, основывается на принципе экстремума элемента теплоты в обратимых процессах. [c.78]

Зачастую важно и полезно оценивать процессы переноса тепла с точки зрения термодинамики. Все процессы и устройства передачи тепла внутренне необратимы и в конечном счете обеспечивают одностороннюю убыль полезной или располагаемой энергии, иногда называемую эксергией. Все более глубокое осмысление принципа сохранения энергии заставляет исследователей задаться вопросом, какая часть эксергии рассеивается при теплопередаче и какой наибольший термодинамический коэффициент полезного действия можно при этом обеспечить. С этой целью можно воспользоваться законами термодинамики. Первый закон термодинамики определяет уравнение сохранения энергии, тогда как второй закон зачастую вообще не используется для анализа процессов конвективного переноса. Однако для того чтобы определить условия, при которых имеет место минимальная потеря эксергии, т. е. минимальный прирост энтропии, можно воспользоваться вторым законом термодинамики. Такого рода анализ различных тепловых процессов подробно рассмотрен в работе [10]. [c.492]

Принимают, что в процессе ползучести работа деформации не запасается в форме упругой потенциальной энергии, а рассеивается в виде тепла. Такая рассеянная работа растяжения не может привести к хрупкому разрушению материала или к его пластическому течению, даже если соответствующие пределы будут превзойдены. Был сделан вывод о том [339, с. 12], что динамическая теория прочности должна быть термодинамической теорией. Пусть ы) — работа растяжения, 0 — часть внутренней энергии, которая может быть превращена в работу, и О — связанная рассеянная энергия (вес на единицу объема). Тогда первый закон термодинамики принимает вид [c.258]

Термодинамический метод опирается на тот факт, что энтропия является хорошей термодинамической переменной, т. е. ее величина зависит только от состояния системы, но не зависит от того, как данное состояние было достигнуто. Вследствие этого мы можем вычислить вдоль любого удобного термодинамического пути, соединяющего точки (Г, V) ж (Г, 27). Выберем изотермический процесс. Так как внутренняя энергия Е идеального газа является функцией только Г, то первый закон термодинамики примет вид [c.312]

Вычисление полной энергии, затрачиваемой в процессе, основано на первом законе термодинамики — законе сохранения энергии. В разделе 8-1 обсуждаются методы использования первого закона при рассмотрении процессов установившегося течения и приведены соответствуюшие термодинамические расчеты. [c.203]

Как было отмечено ранее, первый закон термодинамики устанавливает эквивалентность различных форм энергии, соотношение между изменением внутренней энергии, количеством подведенной или отведенной теплоты и совершаемой системой (или над системой) работой, а также постоянство энергии в изолированной системе. Однако первый закон термодинамики не отражает возможность и вероятность возникновения того или иного термодинамического процесса, связанного с превращением энергии или ее перераспределением. [c.57]

Применительно к различным термодинамическим процессам математические уравнения первого закона термодинамики записываются так [c.56]

Если рассматриваем бесконечно малые термодинамические процессы, т. е. когда система обменивается с окружающей средой бесконечно малыми количествами теплоты и работы и внутренняя энергия претерпевает бесконечно малое изменение, уравнение первого закона термодинамики запишем в виде [c.13]

Первый закон термодинамики позволяет составить энергетический баланс термодинамического процесса, но не дает никаких указаний о его возможности и направлении. Происходящие в природе и осуществляемые в технологии процессы, как правило, имеют направленность— самопроизвольно совершаются только в одном направлении, хотя первый закон не запрещает их протекание и в обратном направлении. Например, раствор образуется самопроизвольно, но не может сам собой разделиться на составляющие его компоненты. Все реальные процессы протекают так, что со временем достигают конечного состояния, которое обычно называют равновесным. Учение о равновесий, в частности химическом равновесии, дает возможность предсказать направление процесса, т. е. решить вопрос о возможности той или иной реакции и полноте ее протекания с образованием конечных продуктов. При этом важно решать такие задачи не только качественно, но и овладеть методами количественного расчета равновесий. Как и первый закон, второй закон (начало) есть результат обобщения многовекового опыта человечества. [c.54]

Первый закон термодинамики (открыт Майером в 1842 г.). При движении материи, при протекании в термодинамической системе каких-либо процессов происходит взаимодействие системы с окружающей средой. Количественной мерой этого взаимодействия является работа. Характерным для работы является изменение внешних параметров [c.7]

Термодинамический метод синтеза теплообменных систем [16]. Анализ процессов химической технологии на основе первого закона термодинамики находит широкое практическое применение. Наряду с этим все большее распространение получают методы анализа на основе второго начала термодинамики, в частности (используемые исходя из концепции эксергии как меры превратп-мости энергии), при оптимизации и проектировании технологических производств (см. гл. 7). Привлекательность этих методов заключается в том, что имеется возмо кность оценить в общем случае минимально возмо кные потери энергии за счет необратимости процесса и тем самым определить реальные перспективы совершенствования процесса. Развитие этих термодинамических методов идет по пути получения количественной информации о совершенстве протекания отдельных явлений. Что касается качественных выводов, то они хорошо известны. Например, потери превратимой энергии отсутствуют при смешении потоков, находящихся в термодинамическом равновесии, или потери энергии в противоточном теплообменнике выше, чем в прямоточном, равно как с увеличением поверхности теплообмзна потери за счет необратимости нроцесса снижаются. [c.466]

Основы химической те]змоданамики. Основные понятия и первый закон 1 ер м о динамики. Термо.химия. Второй закон термодинамики. Термодинамические потеш(иалы и харакзерисзические функции. Движущие силы процессов. Вычисление критерия самопроизвольности процессов и равновесие системы. [c.8]

Химическая термодинамика есть приложение законов и методов термодинамики к изучению химических и физико-химических процессов. Первый закон термодинамики служит основой для определения энергетических эффектов этих процессов. На него опирается термохимия, которая возникла раньше химической термодинамики и до открытия первого ее закона, но затем вошла как составная часть в химическую термодинамику. Второй закон термодинамики лежит в основе изучения химических равновесий и направлений химических реакций, а также фазовых равновесий и превращений. Опять-таки сам факт химических равновесий и важные законы, относящиеся к фазовым переходам, были открыты либо до возникновения химлческой термодзанамики, либо вне связи с ней, но затем феноменологические обобщения в этой области получили свое истолкование с точки зрения общих термодинамических принципов. Результаты, полученные в рамках нетермодинамической термохимии и феноменологического учения о химических и фазовых равновесиях и переходах, способствовали возникновению и дальнейшему развитию самой химической термодинамики. [c.109]

Первый закон термодинамики имеет несколько формулировок, по существу равноценных одна другой. Закон сохранения энергии в применении его к термодинамическим процессам является одним из таких выражений первого закона термодинамики и формулируется следующим образом разные формьь эне угии переходят друг в д га в строго эквивалентных, всегда одинаковых соотношениях. [c.60]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология