Элементы второго начала термодинамики

ЭЛЕМЕНТЫ ВТОРОГО НАЧАЛА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.145]

Элементы второго начала термодинамики [c.151]

Анализ ХТС при помощи материальных и тепловых балансов позволяет учесть внешние потери энергии (потери тепла с охлаждающей водой, потери целевого продукта и т. д.), но не позволяет выявить источники внутренних потерь (изменение энтропии) и оценить эффективность или степень совершенства отдельных элементов и всей схемы в целом, так как совершенство того или иного термодинамического процесса можно оценить лишь на основе второго начала термодинамики. Для этого на основе количественных балансов составляется и решается [c.299]

Применение первого и второго начал термодинамики позволяет оценить энергетические и эксергетические итоги только завершенного процесса переноса тепла или заданных элементов такого процесса и вместе с тем не позволяет определить производительность тепловых устройств и, в частности, печей. [c.24]

Параллельно с развитием теории растворов развивалась и теория гальванических элементов. Успехи термодинамики позволили распространить следствия из второго начала термодинамики на электрохимические процессы и создать термодинамику гальванических элементов (работы Гельмгольца и Нернста). Экспериментальной проверкой основного уравнения термодинамики гальванических элементов занимались русские электрохимики Хрущев и Ситников (1889 г.). [c.14]

Развитие термодинамики во второй половине XIX в. позволило подойти к вопросу об энергии гальванического элемента, опираясь на первое и второе начала термодинамики. В этом отношении большое значение имели исследования В. Гиббса (1878 г.) и Г. Гельмгольца (1882 г.). В 1889 г. В. Нернст выдвинул осмотическую теорию э. д. с. гальванического элемента и дал уравнение, связывающее э. д. с. с осмотическим давлением раствора. Эта теория, основанная на искусственном, не имеющем физического смысла представлении об упругости растворения металлов как некотором давлении, выталкивающем ионы металлов в раствор, в настоящее время отброшена. Уравнению же Нернста дано иное, строго термодинамическое обоснование. В. А. Тюрин в 1890 г. вывел термодинамическое уравнение для э. д. с, элемента, электроды которого представляют собой амальгаму различной концентрации, имеющее тот же вид, что и уравнение Нернста. [c.13]

Постоянная интегрирования не может быть определена с помощью первого и второго начал термодинамики, дающих только дифференциальное соотношение для химического сродства, а изучение реакции в гальваническом элементе возможно лишь для немногих процессов. [c.434]

G-Функция состояния системы по международному соглашению, в Стокгольме (1953 г.) называется энергией Гиббса. Уравнение (15) было получено Гиббсом в качестве непосредственного следствия второго начала термодинамики для обратимого разряда гальванического элемента. [c.49]

В качестве параметров состояния модели можно принять деформации упругих элементов и температуру, причем энергия 11 есть функция этих параметров. Рассеяние 1 принимается равным мощности, идущей на работу вязких элементов. Отсюда на основании первого и второго начал термодинамики необратимых процессов можно построить выражение энтропии, свободной энергии и других термодинамических функций через макроскопические деформации, напряжения и температуру в виде некоторых операторов по времени, содержащих ядра ползучести и релакса--ции. Это позволяет написать в дополнение к обычным уравнениям движения частицы вязко-упругой среды еще и уравнение распространения тепла. [c.73]

Линейная термодинамика неравновесных процессов не объяснила способность открытых систем к самоорганизации и не решила принципиальный вопрос о совместимости второго начала термодинамики с процессами структурирования и, следовательно, не устранила противоречивость физической и биологической формулировок эволюционных идей. Таким образом, не удалась попытка создать общую теорию неравновесных процессов путем минимальной коррекции основ равновесной термодинамики, без внесения в термодинамическое рассмотрение качественно новых элементов. Тем не менее проделанная работа сыграла важную роль в последующем 4>азвитии термодинамического подхода. Она явилась началом движения в правильном направлении, а именно в направлении изучения свойств стационарных процессов открытых систем при удалении от положения равновесия. Линейная неравновесная термодинамика показала (и в этом ее принципиальное достижение), что непременными условиями структурирования открытых систем являются, во-первых, наличие взаимообусловленности между свойствами макроскопической системы и ее микроскопических составляющих и, во-вторых, взаимодействие с привносящей негэнтропию окружающей средой. Дальнейшие исследования вскоре привели к широким обобщениям и формулировке ряда характерных особенностей термодинамических моделей самопроизвольной пространственной и временной структурной организации и, таким образом, к становлению нелинейной неравновесной термодинамики. [c.448]

В системе, следовательно, не могут возникнуть такие источники, которые давали бы начало электрическому току, т. е. общая разность потенциалов должна равняться нулю, как это вытекает из второго закона термодинамики. Однако, независимо от этого, можно написать выражения потенциалов, существующих и мыслимых в отдельных участках данного элемента. [c.238]

Поскольку фундаментальная проблема экспериментальной химии всегда заключалась в получении чистых элементов и их соединений, разделение растворов и гетерогенных систем на составляющие их компоненты является вопросом огромного значения. В то же время, хотя химические реакции и применяются иногда в процессах разделения, несомненно, что наиболее важные процессы основаны на растворимости и летучести смешанных систем и их компонентов. Такие. методы, как перегонка, сублимация и кристаллизация, используются технологами и химиками уже несколько тысячелетий, но лишь совсем недавно, во второй половине XIX века, термодинамика начала [c.162]

Все сказанное послужило основанием внести суш,ественные изменения в третье издание учебника по физической и коллоидной химии. В учебник включены новые главы элементы учения о превращениях энергии при химических процессах (первое и второе начало термодинамики и т. д.). Эти знания необходимы медику для правильного представления об обмене энергии, протекающем, в живом организме в результате разнообразных биохимических процессов. Внесен раздел о физико хнмичес1р1х свойствах и биологическом значении воды, которая является одной из важных составных частей животного организма, а также в учебник внесен ряд дополнений почти во все разделы курса по физической и коллоидной химии, из которых одни несколько расширяют имеющиеся представления по отдельным главам учебника, другие же являются дополнениями о новых данных науки, полученных в последние годы. [c.3]

Известно, что уравнение для элемента теплоты после деления на абсолютную температуру превращается в выражение полного дифференциала энтропии dS = OQ/T. Следовательно, всегда (при каком угодно числе аргументов) уравнение для элемента тепла голономно. При желании можно считать, что сущность второго начала термодинамики как раз и заключается в том, что между коэффициентами уравнения для элемента теплоты всегда имеется соотношение, обеспечивающее голономность этого уравнения. [c.13]

В нач. 20 в. предполагалось создать Т. э. для прямого превращения энергии прир. видов топлива-прир. газа, нефтепродуктов или оксида углерода, получаемого газификацией углей (отсюда назв.),-в электрическую как альтернативу тепловым машинам, кпд к-рых ограничен вторым началом термодинамики. Задача оказалась трудной из-за инертности этих топлив к электрохим. р-циям. В 60-х гг. 20 в. были разработаны водородно-кислородные Т. э. с использованием щелочного р-ра электролита (обычно 30-40%-ный водный р-р КОН) и в качестве топлива-водорода высокой степени чистоты. Эти Т. э. (рабочая т-ра от 20 до 100 °С, в отдельных вариантах до 160 °С) предназначены для космич. кораблей, автономных устройств связи и т.д. В них используются т. наз. газо диффузионные электроды-пористые никелевые или угольные электроды с нанесеннььми катализаторами (дисперсные Р1, №, Ag и т.д.), к-рые, с одной стороны, контактируют с электролитом, с другой - с реагирующим газом. На отрицат. электроде водород электрохимически окисляется (Нз 4- 20Н -> 2Н20 + 2е ), на положительном-восстанавливается кислород (1/2О2 + 4-НдО-Н 2е - 20Н ). Образующаяся вода поступает в электролит (что требует рециркуляции электролита и удаления воды с помощью внеш. устройств) либо испаряется с пов-сти электродов (при рабочих т-рах выше 60 С). Эдс кислородно-водородной цепи при давлении газов 0,1 МПа (1 атм) и 25 °С равна 1,229 В, а при 100 °С равна 1,162 В напряжение разомкнутой цепи около 1,1 В номинальная плотн. тока 500-2000 А/м (катализатор-скелетный №), 4-8 кА/м (Р1). Срок службы водородно-кислородных элементов до 10 тыс. часов. [c.610]

Второе начало термодинамики устраняет этот недостаток и позволяе установить термодинамическую шкалу, температура по которой не зависит от термометрическою вещества и поэтому называется абсолютной. В самом деле, поскольку интегрирующий делитель ф г) для элемента теплоты определяется только температурой, он может служить мерой температуры. Температура Г=ф(/) и является термодинамической (абсолютной) телтера-турой, поскольку, как мы покажем, числовое значение функции ф(г] от выбора эмпирической 1емиера1уры не зависит, хо1я вид этой функции зависит от выбора эмпирической температуры. [c.61]

Интересно, что в (1.19) и (1.20) проявляются уже качественно новые свойства системы (см. выше "Качество" в параграфе 1.2), отсутствующие в (1.18). Это свойство эмердасентности снимает ограничения теорем Геделя и второго начала термодинамики, превращая любую физически замкнутую систему, начиная с определенного уровня ее структурно функциональной сложности, в неограниченно эволюционирующую информационную среду, кгк совокупность ФС й ИС. Причем, в соответствии с (1.20), динамика эволюции сложных систем (ИС) имеет взрывообразНый характер, и чем больше качественное разнообразие компонент элементов (мерности), тем более выражен ее экспоненциальный характер. Эта тенденция приводит как к росту иерархического согласования гармонизации) всех элементов системы, так и к повышению эффективности хранения и обработки в отдельных ее узлах. [c.36]

В отличие от ИС при взаимодействии ФС (на макроуровне) наблюдается возрастание энтропии и выполняется второе начало термодинамики. Следовательно, для ФС характерна суперпозиция, а не эмерджентность. Характеристика ФС по какой-либо характеристике, например, массе и др. - есть точная сумма ее элементов. [c.37]

Естественно, что и до этого времени был получен целый ряд выдающихся результатов, на базе которых развивались те или иные разделы физической химии. Можно перечислить некоторые из них открытие адсорбции газов (К. Шееле — в Швеции, 1773 г., Ф. Фонтана — во Франции, 1777 г.), адсорбции из растворов (Т. Е. Ловиц — в России, 1785 г.) открытие каталитических реакций и установление представлений о катализе (Г. Дэви и Л. Тенар — в Англии, И. Берцелиус — в Швеции, начало XIX в.) открытие гальванических элементов и исследование переноса тока в электролитах, открытие электролиза (Л. Гальвани, А. Вольта — в Италии, В. В. Петров, К. Грот-гус — в России, Г. Дэви, М. Фарадей — в Англии, конец XVIII в. — начало XIX в.) исследование теплоты химических реакций (А. Лавуазье, П. Лаплас — во Франции, 1779—1784 гг., Г. Гесс — в России, 1836—1840 гг.) открытие первого и второго законов термодинамики (С. Карно — во Франции, Р. Майер, Г. Гельмгольц, Р. Клаузиус — в Германии, Дж. Джоуль, В. Томсон— в Англии, середина XIX в.) и последующее развитие тер-модинамического учения о химическом равновесии (К. Гуль-берг и П. Вааге —в Норвегии, Гиббс —в США). [c.7]