Выводы из первого закона термодинамики

Первый закон термодинамики справедлив и для обычных систем, состоящих из большого числа частиц, и для систем из небольшого числа частиц, и для отдельных частиц. Второй же закон носит статистический характер и относится исключительно к системам из очень большого числа частиц, так как только к таким системам строго применимы законы статистики. Если же рассматривать системы из не очень большого числа частиц, то выводы из второго закона не могут быть строго применимы к ннм. К системам же из малого числа частиц второй закон не относится. [c.210]

На основе выводов из законов термодинамики следует, что потери тепла обусловлены при ректификации, во-первых, неэффективностью теплового объединения источников и стоков энергии (например, использования тепла верхнего продукта для подогрева питания или куба колонны), во-вторых, неэффективностью обмена энергией и работой с окружающей средой. Путем снижения количества внешней флегмы и увеличения числа ступеней (высоты колонны), использования вторичной флегмы (перераспределения потоков по высоте колонны) можно существенно уменьшить степень необратимости процесса за счет смешения неравновесных потоков и уменьшить работу, необходимую для разделения смеси на чистые компоненты. [c.484]

ВЫВОДЫ ИЗ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ [c.14]

Все выводы получены на основании лишь первого закона термодинамики (второй закон здесь пока не использован). [c.59]

Из первого закона термодинамики и вытекающих из него закономерностей обмена энергией между телами при различных процессах нельзя сделать вывода о том, возможен ли, вообще говоря, данный процесс и в каком направлении он протекает. [c.77]

Что говорит первый закон термодинамики об энергии Е или энтальпии Я, связанных с теплотой реакции Какой вывод можно сделать из этого относительно аддитивности теплот реакций Что означает эта аддитивность [c.103]

Процессы, которые в природе протекают сами собой, называются самопроизвольными или естественными. Процессы, которые требуют для своего протекания затраты энергии, называются несамопроизвольными. В изолированной системе, ввиду отсутствия внешнего воздействия, могут протекать только самопроизвольные процессы. Протекание таких процессов завершается равновесным состоянием, из которого сама система без сообщения ей энергии извне выйти уже не сможет. Определение условий, при которых будет протекать самопроизвольный процесс, и условий, при которых наступает состояние равновесия в системе, представляет большой теоретический и практический интерес. Но основании первого закона термодинамики нельзя сделать каких-либо выводов о направлении процесса и состоянии равновесия. Для выяснения этих вопросов используется второй закон термодинамики. Второй закон термодинамики, как и первый, — результат обобщения человеческого опыта и является одним из фундаментальных законов природы. Он был установлен в результате исследования коэффициента полезного действия тепловых машин. [c.218]

В качестве уравнений состояния (см. 20 к пункту д.) служат уравнения (27.6)—(27.8) в количестве (т+2)(а—1). Дополнительные условия (27.3)—(27.5) дают далее (т+2) уравнений, так что имеется столько же уравнений, сколько и неизвестных. Фактически условия (27.6)—(27.8) как опытные факты были введены уже в гл. 1 при обсуждении первого закона термодинамики. В выводе из общего условия равновесия Гиббса выражен аксиоматический аспект последнего, о чем уже упоминалось в 17. [c.141]

Проиллюстрируем теперь способ, позволяющий с помощью выбранных параметров выводить необходимые термодинамические функции и уравнения, которые их связывают. Изменение полной внутренней энергии системы при постоянстве ее температуры следует из первого закона термодинамики [c.80]

Термодинамика химическая — изучает химические реакции и фазовые переходы (растворение, испарение и кристаллизация чистых веществ и растворов и обратные им процессы), а также переход энергии из одной формы в другую и от одной части системы к другой в различных химических процессах и т. д. Важнейшими разделами этой науки являются термохимия, учение о химических и фазовых равновесиях, учение о растворах, теория электродных процессов, термодинамика поверхностных явлений и др. В основе Т. х. лежат общие положения и выводы термодинамики (первый закон термодинамики служит основой термохимии, второй закон термодинамики лежит в основе всего учения о равновесиях и др.). [c.135]

Это значит, что тепловой эффект реакции зависит от исходного и конечного состояний системы и не зависит от ее промежуточных состояний. Такой вывод, являющийся следствием первого закона термодинамики, был сделан Гессом на основании анализа экспериментальных данных и получил название закон Гесса-. [c.71]

Более формальный вывод последнего соотношения состоит в следующем. Первый закон термодинамики можно записать так [c.78]

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]

Закон Гесса является основным законом термохимии, вполне строгим для процессов, протекающих при постоянном объеме или при постоянном давлении. Как видно из сказанного выше, для этих процессов он легко выводится из уравнения первого закона термодинамики и сам является его выражением. [c.123]

В Приведенном ниже выводе энергетического уравнения для нестационарного потока жидкости в трубопроводе используется закон сохранения энергии для движущегося участка жидкости, имеющего конечные размеры. Преимущество такого подхода заключается в том, что здесь закон сохранения энергии (первый закон термодинамики) применяется в простейшей и доступной форме. При этом энергетический баланс составляется для конечного участка жидкости, т. е. для случая макроразмеров, и вывод соответствующих дифференциальных уравнений в частных производных будет чисто формальным математическим приемом. [c.180]

Экспериментальное обнаружение эквивалентности различных форм энергии послужило основой для вывода о том, что энергия сохраняется во всех физических и химических превращениях. Представление о сохранении тепловой энергии формулируется в виде первого закона термодинамики. Принято считать, что в системе, которая получает извне определенное количество тепловой энергии д, происходит изменение внутренней энергии АЕ вместо этого система за счет полученной энергии может выполнить над своим окружением некоторую работу н . В общем случае поступившая в систему извне тепловая энергия может быть частично израсходована на изме- [c.305]

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]

В ряде случаев, особенно в связи с необходимостью оценки констант уравнений состояния, требуется в качестве независимых переменных использовать удельный объем, температуру и вес каждого компонента. Нижеследующий вывод несущественно отличается от вывода соотношений первого закона термодинамики с использованием упомянутых выше переменных. Таким образом, [c.116]

Растворы электролитов описываются теми же уравнениями, что и растворы неэлектролитов, причем для заряженных компонентов следует вместо химического потенциала писать электрохимический потенциал. Для вывода дифференциального баланса энергии, включая кинетическую энергию течения жидкости, применяется первый закон термодинамики. Для вычитания [c.287]

Для вывода соотношений, известных как уравнения термодинамики, мы обладаем пока очень ограниченными средствами. Первый закон термодинамики в форме уравнения (1,2) [c.17]

Из всего сказанного можно сделать вывод экспериментального материала термохимии и термодинамики не хватает для того, чтобы в общем случае выразить теплоту через параметры состояния системы. Поэтому вопрос о свойствах теплоты выступает в термодинамике как вопрос теоретический. Его решение дается только вторым началом термодинамики. С первым законом термодинамики совместим любой способ выражения теплоты через параметры состояния системы. Поэтому роль второго закона термодинамики сыграет то утверждение, которое позволит выразить теплоту через параметры состояния изучаемой системы. [c.19]

Производство холода. К находящейся при низкой температуре установке неизбежен приток теплоты из окружающей среды (через изоляцию, арматуру и т. п.). Энтальпии отходящих из установки продуктов меньше их энтальпий при ро и То вследствие недорекуперации на теплообменниках или вывода продуктов в виде жидкости или сжатого газа. В соответствии с первым законом термодинамики это должно компенсироваться производством соответствующего количества холода, т. повышением энтальпий других проходящих через систему потоков и технической работой над внешним объектом. Производство холода в промышленных установках [c.17]

Можно выбрать в качестве независимых переменных давление Р и температуру Т. Методически решение следует выполнять аналогично предыдущему выводу. В результате получим выражение первого закона термодинамики для случая, когда приходится прибегать к теплоемкостям при постоянном давлении [c.11]

При выводе уравнения энергии магнитогидродинамики используем результаты электромагнитной теории для движущейся среды и следствия термодинамики для электропроводящих газов. Наиболее строгий и полный вывод, требуемых соотношений дан у Шу [11]. В других работах [12, 131 рассмотрены методы вывода уравнений, основанные на физической трактовке первого-закона термодинамики. Как показал Шу, эти выводы, хотя и не имеют наглядности, верны, если pi и е — постоянные величины. [c.271]

Превращение химической энергии в тепло и работу. Выше было показано, что одним из важных выводов, вытекающих из первого закона термодинамики, является то, что энергия веществ может быть выражена в двух различных формах как внутренняя энергия Е и энтальпия (теплосодержание) Н. Разность между изменениями внутренней энергии и энтальпии, согласно уравнению (8), представляет работу объема рА1/. [c.191]

Вывод общего дифференциального уравнения энергии сложен из-за громоздкости расчета работы поверхностных сил в вязкой жидкости. Чтобы была ясна структура общего уравнения энергии, сначала предположим, что жидкость идеальная. Для идеальной жидкости на основании первого закона термодинамики можно записать [c.138]

Основной итог начального периода развития биофизики — это вывод о принципиальной приложимости в области биологии основных законов физики как фундаментальной естественной науки о законах движения материи. Важное общеметодологическое научное значение для развития разных областей биологии имеют полученные в этот период экспериментальные доказательства закона сохранения энергии (первый закон термодинамики), утверждение принципов химической кинетики как основы динамического поведения биологических систем, концепции открытых систем и второго закона термодинамики в биологических системах, наконец, вывод об отсутствии каких-либо особых живых форм энергии. Все это во многом повлияло на развитие биологии, наряду с достижениями биохимии и успехами в изучении [c.8]

Нетрудно видеть, что уравнение (320) первого закона термодинамики есть частный случай общего уравнения ОТ (31), выведенного теоретически. Выражение (263) получается из формулы ОТ (262) в том случае, если согласиться с ограничениями, которые были приняты Клаузиусом при выводе этого выражения. Оба равенства — (262) и (263) — вытекают из (421 в виде частных случаев. Что касается химической степени свободы системы, то соответствующий подход ОТ, учитывающий взаимное влияние самых различных степеней свободы, достаточно подробно излагается в работах [16-—18] из него в простейшем случае можно прийти к традиционному подходу. [c.405]

Для жпдкофазных реакций условия постоянства объема и давления выполняются одновременно для газовых реакций, проводимых нри постоянном объеме, уравнения надо записать несколько иначе, но практически это различие незначительно В этом случае ири выводе уравнения для температуры следовало бы составить баланс внутренней энергии, использовав первый закон термодинамики, и получить, как и в разделе П1.2, уравнение [c.308]

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]

Создание нового производства или процесса получения нового вещества прежде всего требует выяснения возможности протекания химических реакций, которые при этом предполагается осуществлять. Первый закон термодинамики оказывается недостаточным для решения подобных задач, В пределах этого закона возможно составление энергетических балансов тепловых процессов, но не рассмотрение вопроса о направлении, в котором они могут проходить, В некоторых случаях первый закон термодинамики позволяет предвидеть возможность тех или иных процессов. Например, температура изолированного тела не может сама собой увеличиваться. Невозможен вечный двигатель, т. е. машина, производящая работу без затраты энергии (вечный двигатель первого рода), что также является примером процессов, запрещаемых первым законом. Однако в природе есть такие процессы, которые, хотя и не противоречат первому закону, все же в действительности не осуществляются, Так, тело не может приобрести поступательного движения за счет убыли своей внутренней энергии (охлаждения), хотя при этом соблюдался бы энергетический баланс, Не было бы противоречия с первым законом и в том случае, если бы тепло самопроизвольно переходило от холодного тела к горячему. Однако факты показывают, что все действительно происходящие в природе процессы отличаются определенной направленностью. Они совершаются сами собой только в одном направлении, хотя первый закон не запрещает их протекания в обратном направлении. Например, в нагретом с одного конца металлическом стержне происходит выравнивание температуры и установление теплового равновесия. Чтобы понять общность этого закона, достаточно вспомнить о таких процессах, как взрывы, взаимная диффузия двух газов или жидкостей с образованием раствора. После окончания таких процессов изолированная система уже не может сама собой вернуться в какое-либо из своих предыдущих состояний. Образовавшийся раствор не может сам разделиться на составляющие его компоненты, а продукты взрыва не могут сами вновь образовать исходные вещества. Можно сделать общий вывод в -иптемах, предоставленных самим себе, все процессы текут односторонне, т, е, в одном направлении, и достигают [c.36]

При выводе уравнения энергии для магнитогидродинамического течения нео-бходимо привлечь электромагнитную теорию движущихся сред и термодинамику электропроводящего газа. Наиболее строгий и полный вывод этого уравнения выполнен Чу [Л. И]. Другие выводы [Л. 12, 13], удовлетворяющие первому закону термодинамики и базирующиеся на уравнениях Максвелла для иеподвижной среды, как показал Чу, являются верными только для постоянных Хе и е (их интерпретация является весьма трудной). [c.12]

На основе закона сохранения энергии можно сделат вывод, что она расходуется на увеличение внутренне энергии всей системы двигателя (если допустить, чт тепло не рассеивается в окружающую среду, т. е. чт двигатель хорошо теплоизолирован). Распространени этого утверждения на любое тело (или на совокупност тел, т. е. на систему) приводит к математической форм> лировке первого закона термодинамики [c.28]

В нижеследующем выводе уравнения энергии рассматривается элемент жидкости, содержащийся внутри произвольной замкнутой поверхности, которая движется вместе с жидкостью. С термодинамической точки зрения элемент жидкости — замкнутая система. Из первого закона термодинамики следует, что скорость изменения его энергии должна бьпь равна сумме количества тепла, переданного элементу в единицу времени, и работе в единицу времени, соверщаемой над ним. [c.421]

Мы уже сказали, что механическая работа может быть вполне превращена в теплоту, а теплота ни в каких условиях вполне не переходит в механическую работу. Нужны особо благоприятные условия, чтобы переход совершился, л сумма этих благоприятных условий видна из того, что Л1Ы приводим далее, как один из важнейших выводов, много-Jк paтнo опытом проверенных, достигнутых механическою теориею теплоты. Оказывается, что та часть тепла, которая может превратиться в механическую работу, относится ко всей потерянной теплоте, как разность (падение) температур относится к сумме начальной температуры с 273°. Эта сумма или величина градусов Цельзия, считаемых от 0°, т. е. от температуры таяния льда, называется абсолютною температурою, потому что холод в —273° Ц называется температурою абсолютного нуля. Пусть действует какая бы то ни была машина, где нагреванием достигается, как в паровой машине, механическая работа. Очевидно, что нечто нагревается и, охлаждаясь, производит работу, причем часть тепла превращается в эквивалентное количество работы, а часть отходит к охлаждающему телу. Как вода, падая из запруды, может давать работу, если встречает колесо или другой соответственный механизм, так падением температуры можно пользоваться для получения механической работы, применяя соответственный механизм, который обыкновенно в теплотных машинах основан на том, что объем тела или давление (упругость) меняется при изменении температуры. Так, в паровых машинах низкого давления для охлаждения (уменьшения давления по другую сторону поршня) применяют холодную воду в особых холодильниках, а в машинах высокого давления — выпускаемый (мятый, или отработавший) пар имеет низшую температуру, чем производимый паровиком, т. е. совершается понижение температуры. Можно было бы думать, имея одно понятие о механическом эквиваленте теплоты (о первом законе термодинамики, или механической теории тепла), что искусство устройства калорической, или теплот- [c.167]

Закон Гесса был открыт раньше первого закона термодинамики, однако он вытекает из этого последнего закона. В соответствии с первым законом термодинамйки изменение внутренней энергии системы в результате химической реакции не зависит от пути, по которому идет реакция. Для реакций, идущих при постоянном объеме, работа равна нулю и Ш = д. Поскольку ЬХ1 не зависит от пути реакции, q в этом случае также не зависит от него. Следовательно, тепловой эффект реакции не зависит от пути перехода из начального состояния в конечное при условии, что реакция ведется при постоянном объеме. В том случае, когда реакция протекает при постоянном давлении, уменьшение внутренней энергии системы равно теплоте реакции плюс работа расширения, т. е. Д / = q А. Если различные пути проведения реакции осуществляются при одном и том же давлении, то работа расширения, которая равна произведению давления на увеличение объема системы, во всех случаях одинакова, т. е. не зависит от пути реакции. Поскольку и. 4 не зависят от пути реакции, ц также не зависит от него. Отсюда вытекает вывод тепловой эффект реакции, идущей при постоянном давлении, не зависит от пути проведения реакции. [c.47]