Направление самопроизвольных процессов

Критерии направления самопроизвольного процесса и равновесия [c.94]

Направление самопроизвольного процесса- [c.67]

Как показано в 20, в изолированных системах энтропия может только увеличиваться и достигать своего максимума, когда система находится в равновесии. Поэтому она и используется для суждения о направлении самопроизвольных процессов в таких системах. Однако в естественных условиях подавляющее большинство процессов протекает в неизолированных системах. По этой причине для них потребовалось ввести другие критерии равновесия. Направление процессов при этом можно характеризовать работой, которую они могут совершать при определенных условиях. [c.75]

Если в изолированной системе о направленности самопроизвольного процесса и равновесии судят по изменению энтропии в системе (см. 69), то в закрытых системах ответ на этот вопрос получают на основании величины полезной работы W. Действительно, при осуществлении любого квазистатического и нестатического процесса система в состоянии будет произвести работу [W >Q). К примеру, для химической реакции максимальную полезную работу можно получить, если ее провести при постоянных Р к Т квазистатическим путем в гальваническом элементе. Итак, условие самопроизвольного процесса в закрытой системе будет [c.231]

Таким образом, знак изменения энтропии является критерием направления самопроизвольных процессов или состояния равновесия в адиабатной системе. Аналогичные критерии возможны и для других систем. Они будут сформулированы с использованием понятия энтропии и рассмотрены в 13, [c.40]

Рассмотрим вопрос о направлении самопроизвольных процессов в системах, в которых не производится полезная работа. [c.49]

Если рассматривать систему, находящуюся в изобарно-изо-термических условиях, то критерием направления самопроизвольного процесса в ней будет [см. (1.13.17)] AG < О, т. е. энергия Гиббса системы должна в ходе самопроизвольной реакции уменьшаться до тех пор, пока величина G не достигнет минимального значения, соответствующего равновесию. В 13 главы I было показано (1.13.28), что условие AG < О эквивалентно условию [c.94]

Два метода установления возможности и направления самопроизвольных процессов [c.81]

При каких постоянных термодинамических параметрах изменение энтальпии АН может служить критерием направления самопроизвольного процесса Какой знак АН в этих условиях указывает на самопроизвольный процесс [c.21]

Энергия Гиббса в изобарно-изотермических условиях не изменяется при обратимом процессе и убывает при необратимом. Отсюда следует, что по изменению величин /1 и С можно судить о направлении самопроизвольных процессов при постоянстве Т н V, Т п р (в противоположность изменению энтропии при 7 = сопз1 и У = соп51 в изолированной системе). Термодинамические потенциалы — более выгодные критерии направленности процессов. Если критерием возможности протекания самопроизвольных процессов в закрытых системах являются условия, выражаемые (2.30) и (2.31), то пределом протекания процессов служат соотношения [c.45]

Критерием направления самопроизвольного процесса в изобарно-изотермических условиях является не величина энтальпии (теплового эффекта) aH, а знак и величина энергии Гиббса AG. Эти две величины связаны уравнением [c.101]

Таким образом, термодинамические функции U, Н, А и G являются критериями направления самопроизвольного процесса и [c.94]

Величина называется энтропией. Так как число способов, которыми можно реализовать то или иное состояние, не зависит от пути перехода в него, то энтропия является функцией состояния системы. Она определяет направление самопроизвольных процессов в изолированной системе энтропия изолированной системы по мере протекания процесса непрерывно возрастает. Этот вывод довольно легко распространить и на неизолированные системы, если реакции происходят в термостатах достаточно большого размера, внешняя оболочка которых может рассматриваться как изолирующая. Таким образом, если в понятие системы включить не только конкретный аппарат, в котором происходит реакция, но и внешнюю среду, которую можно считать заключенной в изолирующую оболочку, то можно утверждать, что все самопроизвольные процессы сопровождаются возрастанием энтропии. Это утверждение следует понимать только так сумма энтропий системы и термостата должна обязательно возрастать, но энтропия отдельной части может изменяться произвольным образом — ее значение может как возрастать, так и уменьшаться. [c.21]

Задание. С помощью соотношения (5.5) найдите термодинамические функции, которые служат критериями направления самопроизвольных процессов и равновесия в условиях постоянства Р и S, V и Т или Р и Т. Учтите, что в самопроизвольном процессе работа системы положительна, а при равновесии обращается в нуль. [c.94]

Решение вопроса о направлении самопроизвольных процессов, о возможности таких процессов и пределе их протекания может осуществляться по-разному. Один из используемых для этих целей методов, назовем его методом факторов интенсивности, состоит в следующем. Выделим среди термодинамических величин, характеризующих свойства термодинамической системы, две различные группы. Это так называемые интенсивные величины, которые не зависят от количества вещества или массы системы, а при соприкосновении систем имеют тенденцию к выравниванию, и экстенсивные величины, пропорциональные количеству вещества или массе, которые при [c.81]

Растворимость диоксида углерода в. воде при 0°С составляет 7,99-10-2 моль/л при Рсо, = атм. Вычислите изобарный потенциал растворения СОг в НгО и сделайте вывод о направлении самопроизвольного процесса при стандартных условиях. [c.53]

Понятие термодинамической вероятности позволяет уточнить содержание второго закона термодинамики. В любом процессе изменяются микросостояния и термодинамическая вероятность системы. В статистической термодинамике предполагается, что процесс, приближающий систему к состоянию равновесия, соответствует переходу от менее вероятных состояний к более вероятным. Процесс, удаляющий систему от состояния равновесия, с точки зрения статистической термодинамики не является невозможным, а просто менее вероятным по сравнению с процессом, ведущим к равновесию. Таким образом, строго обязательная направленность самопроизвольных процессов, утверждаемая классической термодинамикой, заменяется представлением о статистическом характере второго закона термодинамики. Термодинамические утверждения, носящие категорический характер, например об обязательном возрастании энтропии в ходе самопроизвольного процесса в изолированной системе, приобретают смысл утверждений, определяющих наиболее вероятный ход процесса. [c.90]

Какими же законами определяется самопроизвольность течения термодинамических процессов Можно ли предсказать направление самопроизвольных процессов При каких условиях процессы протекают полнее На все эти, а также многие подобные вопросы дает исчерпывающие ответы второй закон термодинамики. [c.82]

Действительно, развитие живых организмов сопровождается упорядочением вещества, составляющего организм. С точки зрения классической термодинамики это выглядит как самопроизвольное уменьшение энтропии живых систем и, конечно, явно противоречит второму закону термодинамики. Однако данное противоречие лишь кажущееся, поскольку увеличение энтропии определяет направление самопроизвольных процессов лишь для изолированных систем, а не открытых, какими являются живые организмы. В реальных условиях уменьшение обшей энтропии организмов при их развитии осуществляется при условии [c.297]

В заключение краткая сводка. Все четыре функции (энергия, энтальпия, энергия Гельмгольца и энерг.ия Гиббса) в соответствующих условиях служат критерием равновесия или направления самопроизвольного процесса. Все они при равновесии [c.56]

Расчеты показывают, что для систем, состоящих из достаточно большого числа частиц, наиболее вероятное направление самопроизвольного процесса практически является абсолютно неизбежным, а процессы, самопроизвольно выводящие систему из состояния термодинамического равновесия, практически невозможны. Так, самопроизвольное изменение плотности 1 см воздуха с отклонением на 1% от ее нормальной величины может происходить лишь один раз за 3 10 лет. Однако для малых количеств вещества такие самопроизвольные отклонения от равновесия (флуктуации) отнюдь не невероятны, а наоборот, вполне закономерны. Для объема воздуха в одну стотысячную кубического сантиметра повторяемость однопроцентных флуктуаций плотности составляет всего 10 " с. [c.90]

Кроме адиабатных, особенно вал ен случай изотермических условий, так как именно этот случай особенно часто реализуется на практике. Для решения вопроса о критерии равновесия или направления самопроизвольных процессов в изотермических условиях вводятся еще две функции состояния. При этом если для энтропии было необходимо доказывать, что введенная функция есть функция состояния, то для этих новых функций доказательства не потребуется. Они по определению будут составлены из других функций состояния и макроскопических параметров, определяющих состояние. [c.52]

Повторяя теперь ход рассуждений, приведенный для энергии, заменяя везде изохорные условия dv 0) на изобарные условия idp = 0), можно прийти к следующим выводам. В адиабат-но-изобарных dS — 0 dp 0) условиях энтальпия служит критерием равновесия или направления самопроизвольных процессов. При равновесии энтальпия в этих условиях постоянна (dH = 0), при любом самопроизвольном процессе энтальпия уменьшается (dH < 0). Если в такой системе возможна химическая реакция, то прн химическом равновесии h i dni — О, при самопроизвольно протекающей реакции dn < 0. [c.52]

Если л<0 в системе происходят необратимые процессы, то снова, используя неравенство (1.9.14) dU К TdS — pdv, получим критерий направления самопроизвольных процессов в таких системах [c.54]

Направление самопроизвояь-. Направление самопроизвольного процесса- -ного процесса [c.70]

В изолированной системе (V, U = onst) энтропия является критерием направленности самопроизвольного процесса и состояния равновесия [c.65]

Энергия Гельмгольца и энергия Гиббса. Критерии равнове сия и направления самопроизвольных процессов. . . [c.459]

В изотермически-изохорных условиях критерием равновесия системы является условие dA == О, т. е. А = onst, а критерием направления самопроизвольного процесса — условие dA < О, т. е. уменьшение функции А. [c.53]

Второе начало термодинамики, наоборот, позволяет судить о направлении самопроизвольных процессов и совместно с первым началом устанавливает множество точных количественных соотношений между различными макроскопическими параметрами систем в состоянии термодинамического равновесия. [c.35]

Они характеризуют способность различных веществ вступать в химическое взаимодействие и не зависят от пути процесса, а определяются только природой веществ. Знак ДО и АЛ" указывает на направление самопроизвольного процесса. Чем более отрицательна величина, тем больще Кр (или Кс), тем глубже идет процесс. При равновесии величины ДО и ДЛ равны нулю, т. е. дальнейшее самопроизвольное изменение в системе исключено. [c.54]

Величины Р п О представляют собой функции состояния, изменение которых позволяет решить вопрос о направлении самопроизвольного процесса, протекающего при постоянных объеме и температуре или при постоянных давлении и температуре соответственно. Так, для любого процесса А0<0, если при постоянных давлении и температуре процесс идет самопроизвольно в прямом направлении Л0>0, если при тех же условиях процесс идет самопроизвольно в обратном направлении, и Д0 = 0, если система находится в равновесии. Аналогичные соотношения справедливы и для изменения свободной энергии Гельмгольца. Зависимость энергии Гельмгольца Р от объема и температуры и энергии Гиббса О от давления и температуры выражается соответственно уравнениями [c.79]

Гипотеза теоретической тарелки не воспроизводит в точности действительной картины явления, нротекаюш его в контактной ступени, ибо основана на статическом представлении процесса. Тем не менее эта концепция позволяет осуществить анализ и расчет процесса разделения псходной смеси в ректификационной колонне и получить достаточно близкую к действительности картину реального процесса, несмотря на наше неумение вполне компетентно и всесторонне исследовать сложные явления массопередачи, происходящие на практической ступени контакта. Другим обоснованием целесообразности разработки термо-динамической теории ректификации является установившийся, по-видимому, окончательно взгляд, согласно которому ис- I следование и определение эф-фективности практических ступеней разделения оказывается, как правило, задачей менее трудной, чем непосредственное изучение диффузионной картины процесса ректификации в реальной колонне. Таким образодЕ, термодинамическая теория ректификации является пока первой ступенью общей теории ректификации. Для суяедения о направленности самопроизвольных процессов энергообмена и массообмена в отдельно взятой контактной ступени следует рассмотреть ее работу на основе метода теоретической тарелки. [c.123]

Еслн и той или иной системе величина поверхности ие может изменяться, то самопроизвольное убывание произведения о5 осуществляется путем уменьшения сг на границе раздела фаз. Это является причиной адсорбционных процессов (см. 109), состоящих в изменении концентрации и состава веществ на границе раздела фаз. Общая направленность самопроизвольных процессов к уме1и>щению свободной поверхностной энергии не только является причиной лабильности высокодисперсных систем, но и [c.311]

Одним из недостатков классической термодинамики является абсолютный характер заключений о направлении самопроизвольных процессов лищь в сторону равновесия. Опыт показывает, что такие заключения для небольших количеств вещества являются неверными. Например, известно, что в малых объемах воздушной атмосферы вследствие хаотичного движения молекул газа образуются участки различной плотности, а равновесное состояние, отвечающее одинаковой плотности, постоянно самопроизвольно нарушается. Расчет показывает, что это приводит к рассеиванию проходящего через атмосферу света и объясняет голубой цвет неба. [c.102]

Введенная в 9 фуигсция состояния энтропия, определяемая уравнением dS == dQ T, является хсритерием равновесия системы или направления самопроизвольных процессов в этой системе в адиабатных условиях.>ГВ самом деле, было доказано, что в адиабатной системе для обратимых процессов, т. е. для состояния равновесия (так как любой обратимый процесс есть бесконечная последовательность бесконечно близких друг к др угу состояний равновесия), dS == О, а для необратимых процессов, которые протекают самопроизвольно с конечной скоростью, dS > 0. Таким образом, б адиабатных условиях при равновесии (обратимом процессе) энтропия постоянна при любом самопроизвольном (необратимом) процессе энтропия возрастает. [c.51]

Так как изменения функций А и С слунсат критерием равновесия или направления самопроизвольных процессов, переводящих систему соответственно в изохорно-изотермических и изобарно-изотермических условиях от больших значений А или [c.56]

Убыль функции Р а соответстви-и с уравнением (27) равна макси-мальрюй работе, совершаемой системой при условии, что в ней имеет место обратимый изотермический процесс, т. е. Дf = = макс> где Лмакс — максимзльно полезная работа. Изменение не зависит от пути, а лишь от начального и конечного состояний системы. Величина Р является функцией состояния, знак изменения которой позволяет решить вопрос о направлении самопроизвольного процесса, протекающего при постоянных объеме и температуре. [c.217]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология