Термодинамические величины. Внутренняя энергия и энтальпия

Термодинамические параметры реакций определяются термодинамическими свойствами веществ, участвующих в реакции. Важнейшими из этих свойств являются внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, теплоемкость, энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал), энергия Гельмгольца (изохорно-изотермический потенциал). Как показывает статистическая термодинамика, каждая из термодинамических функций отражает в совокупности влияние всех особенностей состава, внутреннего строения и условий существования веществ. Использование термодинамических величин для характеристики химических свойств веществ и параметров химических реакций дает возможность количественно отражать влияние этих факторов. Вместо того чтобы определять, как то или иное изменение в строении молекул (характер связи между атомами, расстояние между ними и др.) влияет на положение равновесия в данной реакции (что большей частью и недостижимо), мы, пользуясь термодинамическим методом, оперируем такими функциями, которые дают возможность отразить это влияние суммарно и в более доступной форме. [c.14]

Важно, что в общем случае показатель политропы есть величина переменная, зависящая от р и у или любой другой пары независимых термодинамических параметров. Эта зависимость определяется видом уравнения состояния, и поэтому уравнение (2.6) может быть проинтегрировано лишь в ограниченном числе частных случаев. Из них практический интерес представляет лишь случай идеального газа, у которого теплоемкости Ср и Сц постоянны, а внутренняя энергия и энтальпия являются функциями только температуры. Это означает, что для идеального газа частные производные (ди/ди),- и (дИдр)т обращаются в нуль и показатель политропы будет определен выражением [c.56]

Следовательно, теплота, поглощенная в изобарном процессе, служит мерой приращения энтальпии системы. Изменение энтальпии проявляется в изменении температуры, агрегатного состояния (плавление, кристаллизация, испарение), в.химических превращениях. Как и внутренняя энергия, энтальпия — экстенсивное термодинамическое свойство. Для чистых веществ величину энтальпии относят обычно к 1 молю. [c.76]

Осноаное уравнение. Гиббс [14] дал основное уравнонпе, связывающее независимые термодинамические переменные, из которого путем чисто математических преобразований можно получить все остальные термодинамические величины. Уравнение состояния (I) не является основным в этом смысле, так как, чтобы получить нз этого уравнения энтальпию, энтропию или летучесть, необходимо знать постоянные интегрирования, не содержащиеся в уравнении состояния. Для независимых переменных — плотности и температуры—Гиббс показал [14], что единственной термодинамической функцией, из которой могут быть получены все остальные, является максимальная работа (изохорный ио-тенциал) А. Эту функцию называют также свободной энергией Гельмгольца или у-функцией Гиббса. Она связана с внутренней энергией Е и энтропией соотношением [c.6]

Оба рассмотренных фактора, а также результат их совместного действия можно выразить количественно. Величины, с помощью которых это делается, изучаются в разделе физики — термодинамике и называются термодинамическими величинами. К ним относятся, в частности, внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и энергия Гиббса. [c.187]

Как. указано выше, состояние той или иной системы может быть описано с помощью ряда переменных давления, объема, температуры, массы, энергии. Эти параметры дают возможность вывести другие переменные, позволяющие характеризовать состояние системы, а следовательно, и происходящие в ней изменения. Особо важное значенне имеют следующие термодинамические величины внутренняя энергия V, энтальпия Н, энтропия S, энергия Гиббса G и др. [c.199]

Термодинамические величины. Внутренняя энергия и энтальпия. Внутренняя энергия С вещества (или системы)— это полная энергия частиц, составляющих данное вещество (см. также 54). Она слагается из кинетической и потенциальной энергий частиц. Кинетическая энергия — это энергия поступательного, колебательного и вращательного движения частиц потенциальная энергия обусловлена силами притяжения и отталкивания, действующими между частицами. [c.187]

Термодинамические величины. Внутренняя энергия и энтальпия 195 [c.195]

Термодинамические функции — переменные величины, характеризующие систему и определяемые расчетным путем. Например внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и т.п. [c.319]

Изменение энтальпии во многих случаях может быть легко измерено, вследствие чего эта функция находит широкое применение при термодинамических исследованиях, особенно для процессов, протекающих при постоянном давлении. Абсолютное значение энтальпии не может быть вычислено с помощью уравнений термодинамики, так как оно включает в себя абсолютную величину внутренней энергии. [c.36]

Одним из характерных признаков наличия химического взаимодействия между компонентами системы является изменение ее энергии. Для сопоставления изменения энергии при различных реакциях пользуются величиной теплового эффекта реакции, т, е. количеством теплоты, которое выделяется или поглощается в химическом процессе при -условии равенства начальной и конечной температуры. Раздел физической химии, в котором изучаются закономерности для тепловых эффектов химических реакций, называется термохимией. В основе термохимии лежит первый закон термодинамики. Для формулировки первого у закона термодинамики необходимо выяснить смысл термодинамических функций внутренней энергии—и и энтальпии или теплосодержания — Н. [c.31]

Подобно энергии, энтальпия является термодинамической функцией состояния системы. Абсолютное значение энтальпии определить нельзя, поскольку оно включает абсолютную величину внутренней энергии. Однако можно определить разность в энтальпии для двух температур, например [c.37]

Термодинамические параметры (параметры состояния) — величины, характеризующие состояние фаз системы (температура, давление, объем, состав и т. д.). При помощи определенного числа термодинамических параметров однозначно устанавливается состояние фазы. Остальные параметры состояния в таком случае также определены и называются функциями состояния (например, внутренняя энергия, энтальпия). Независимые термодинамические параметры фаз системы, изменение которых в определенных пределах не вызывает исчезновения одних и образования других фаз, называются степенями свободы. [c.429]

При термодинамическом анализе нет необходимости в оценке абсолютной величины внутренней энергии или энтальпии, приходится определять лишь изменение этих величин. Разность же величин не зависит от выбора начала отсчета на шкале, по которой определяется значение величины. Например, разность температур одинакова независимо от того, отсчитывается температура от абсолютного [c.122]

Энтальпия, обозначаемая буквой Н и определяемая соотношением Н = Е + РУ, используется для решения многих теоретических и практических задач. Подобно энергии, энтальпия является термодинамической функцией состояния системы. Абсолютное значение энтальпии определить нельзя, поскольку оно включает абсолютную величину внутренней энергии. Часто ирипи- [c.65]

Параметрами состояния называются физические величины, характеризующие макроскопические свойства среды,— плотность, давление, температуру, объем. Они, как правило, связаны уравнением состояния (например, для идеального газа, это уравнение (1.21)), потому для определения макроскопического состояния достаточно задавать не все параметры состояния, а лишь некоторые из них. Функциями состояния называются такие физические характеристики, изменение которых нри переходе системы из одного состояния в другое зависит лишь от параметров состояния (начального и конечного), а не от пути перехода (т. е. особенностей кинетики процесса). Функции состояния, посредством котбрых (или их производных) могут быть в явном виде выражены термодинамические свойства системы, называются характеристическими. Важнейшими из них являются внутренняя энергия и, энтальпия Н, энтропия 8, равновесная свободная энергия (или потенциал) Гиббса О, равновесная свободная энергия (или потенциал) Гельмгольца Р. Если же значение функции за- [c.22]

Обязательной частью любого процесса переработки природных газов является контроль массо- и энергообмена, происходящих в системе. Поэтому проеК тирование этих процессов включает в себя оценку изменений энтальпии Я, энтропии 5 и внутренней энергии 11 системы. Так как величина этих термодинамических характеристик определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути изменения его, то при расчетах в основном приходится иметь дело с изменениями этих характеристик, а не с их абсолютными значениями. В большинстве источников приводятся значения и, 8 ж Н, отнесенные к определенным, так называемым начальным условиям. Начальными условиями является такое сочетание давления, температуры и фазового состояния, при котором Н = О ж 8 = О для насыщенной жидкой фазы. Например, в большинстве справочных данных по водяному пару начальными условиями являются температура — 0° С, давление — 1 кгс/см , фазовое состояние — насыщенная жидкость. Изменения энтальпии АН и энтропии Аб" можно определить с помощью табличных данных графиков зависимости Н п 8 от. р, V п Т обобщенных соотношений для газов расчетов, основанных на рУГ-данных, и уравнении состояния. Типичные табличные данные представлены в приложении. [c.103]

Новые понятия и соотношения. На рис. 77 показано соотношение между важнейшими термодинамическими функциями, введенными нами в рассмотрение энтальпией Н, внутренней энергией и, величиной рУ, изохорно-изотермическим потенциалом Р, [c.228]

Терминология и обозначения термодинамических величин, принятые в этой книге, в основном отвечают рекомендациям Комитета технической терминологии Академии наук СССР, Совета химической термодинамики ИОНХ АН СССР и решению Международного союза по теоретической и прикладной химии (ШРАС). Они до последнего времени были практически общепринятыми в советской литературе по физической химии и химической термодинамике, в частности и — внутренняя энергия, Н — энтальпия, S — энтропия и К — константа равновесия. [c.15]

Аналогичным путем можно показать, что внутренняя энергия и энтальпия также не будут однородными функциями величин л,. Следовательно, из всех четырех термодинамических потенциалов только энергия Гиббса является однородной функцией относительно переменных л,, и именно ее чаще всего используют при термодинамическом описании смесей. [c.141]

Теплоемкости Сру и идеального газа, у которого йу < 1, отрицательны, поэтому изобары и изохоры идут в Sy — Ту-диа-грамме с понижением Ту (рис. 3.8), так как подводимая теплота dq >0. При этом изобары идут круче изохор, так как ку = Сру с. у < < 1 и, значит, I Сру I < I с-,у . По мере увеличения давления изобары смещаются вниз в сторону уменьшения условных температур. Для такого идеального газа справедливы уравнения Майера (3.40) и уравнения термодинамики, если заменить в них термодинамическую температуру условной. Энтальпия и внутренняя энергия идеального газа с < I отрицательны, но так как при изобарном или изохорном подводе теплоты величина Ту умень шается, то эти параметры в конце процесса больше, чем в начале т. е. dq = di > u. [c.120]

В термодинамической системе записывают уравнение реакции и рядом указывают величину разности между внутренними энергиями (или энтальпиями) продуктов реакции и исходных веществ [c.41]

Величины, характеризующие макроскопические состояния тел, называют термодинамическими. Чтобы изучить состояние и свойства какого-либо тела (или системы тел), следует определить соответствующие термодинамические величины, например, объем V, температуру Т, внутреннюю энергию U, энтальпию Я, теплоемкость С, изобарно-изотермический потенциал Опт. д. [c.8]

Другая особенность ) заключается в том, что это величина интенсивная (в самом общелг случае свойства интенсивности могут не сохраняться). Эта особенность диктует выбор термодинамического потенциала для построения конкретного вида химического потенциала. Потенциал Гельмгольца не подходит, поскольку пе сохраняет свойства интенсивности, а энтальпия Н не обладает экстремальными свойствами. Что же касается внутренней энергии и, то она и не экстремальна и не сохраняет свойства интенсивности. Используем свободную энергию Гиббса. Кохмбинируя уравнение состояния (1.21) с первой производной из (1.40), в расчете на 1 моль получим [c.40]

Строго говоря, внутренняя энергия и энтальпия — функции давления, и приводимые в таблицах термодинамических величин значения АЯ образования соединений из простых веществ относятся не только к определенной температуре, но и к определенному давлению, а именно 1 атм, и обычно обозначаются АЯ°. Однако при не слишком больших давлениях эта зависимость незначительна. Давление, естественно, оказывает наибольшее влияние на свойства газов. Однако пока газ можно рассматривать как идеальный, его внутренняя энергия от давления не зависит, а дополнительное слагаемое рУ, входящее в выражение (9.3), определяющее величину энтальпии, равно RT и также не изменяется с давлением. Поэтому в дальнейшем не будет приниматься во внимание зависимость тепловых эффектов химических реакций от давления. [c.215]

Так же как и для внутренней энергии, абсолютное значение энтальпии системы определить экспериментально невозможно, но можно, измерив величину qp, найти изменение энтальпии АЯ при переходе системы из одного состояния в другое. Величину АЯ считают положительной (АЯ>0), если энтальпия системы возрастает. Поскольку значение АЯ определяется разностью (Яг — Я1) и не зависит от пути и способа проведения процесса, энтальпию, как и внутреннюю энергию, относят к термодинамическим функциям состояния системы. [c.96]

Термодинамические функции состояния характеризуют термодинамические свойства вещества. К их числу наряду с внутренней энергией V и энтальпией Я относятся энтропия 5, энергия Гельмгольца Р и энергия Гиббса О. Значения этих функций связаны с особенностями состава и внутреннего строения вещества, а также с внешними условиями давлением, температурой, концентрацией растворенных веществ и т. п. Термодинамические функции состояния являются экстенсивными свойствами их величины зависят от количества (массы) вещества. Именно поэтому Ai/, АЯ, А5, АР и АО [c.96]

Известно, что скорость в пограничном слое газа, находящемся у поверхности неподвижного тела (термометра, стенки сопла или лопатки), равна нулю. Поэтому и зитальпия и температура этого слоя будут выше, чем в потоке, так как при торможении кинетическая энергия движения частиц газа перейдет во внутреннюю энергию. Энтальпия г т в пограничном слое будет выше, чем в потоке, на величину с72 -Температура стенки или самого термометра будет выше термодинамической температуры ня T rP 2g p. [c.149]

Необходимо указать, что в выражения для всех термодинамических величин, именно энтропии, внутренней энергии, энтальпии, теплоемкости, свободной энергии и максимальной работы входит либо логарифм суммы состояний, либо производная от этого логарифма. Поскольку общая сумма состояний может рассматриваться как произведение сумм состояний для отдельных степеней свободы при условии, что энергии, соответствующие этим степеням свободы, независимы друг от друга, очевидно, что термодинамические функпии могут быть выражены в виде суммы составляющих по различным степеням свободы. В связи с тем, что иногда необходимо рассматривать влияние вращательной и колебательной энергий отдельно, целесообразно показать, каким образом могут разделяться термодинамические функции. [c.460]

Функции состояния. Физические величины, имеющие определенное значение для каждого термически равновесного состояния системы, называются термодинамическими величинами или функциями состояния. К ним относятся, например, температура, ттавле-ние, внутренняя энергия, энтальпия и энтропия. [c.14]