Термодинамические функции. Внутренняя энергия. 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]

Термодинамические функции. Внутренняя энергия. Энтальпия [c.232]

В заключение укажем, что основные термодинамические функции внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса, энергия Гельмгольца и др. отражают в совокупности влияние всех особенностей внутреннего строения вещества и условий его существования. [c.220]

Термодинамические потенциалы внутренняя энерги, энтальпия, энергия Гельмгольца (изохорно-изотермический потенциал), энергия Гиббса (изобарно-изотермический потенциал). Убыль этих функций в равновесном процессе, протекающем при постоянстве значений определенной пары термодинамических параметров (5 и V, 5 и Р, Т и V, Т и Р), равна максимальной полезной работе, произведенной системой. Энергия Гельмгольца Р и энергия Гиббса О [c.78]

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]

Дайте определение термодинамических функций внутренней энергии и энтальпии. [c.252]

Исследование термодинамического поведения рассматриваемых в настоящей книге систем позволяет ограничиться только тремя характеристическими функциями — внутренней энергией, энтальпией и изобарным потенциалом (потенциал Гиббса, или энергия Гиббса). Приведем здесь краткие сведения об этих характеристических функциях. [c.25]

Абсолютные значения многих термодинамических функций (внутренней энергии, энтальпии и др.) для какого-нибудь данного вещества в настоящее время неизвестны, но изменения этих функций при переходе вещества из одного состояния в другое часто могут быть определены. Это дает возможность характеризовать значение рассматриваемой функции в интересующем состоянии по сравнению со значением ее в другом состоянии. Сопоставляя значения функции для различных состояний данного вещества, рассматривают отличие их от значения, относящегося к одному определенному состоянию стандартное состояние). Так, свойства компонентов в растворах различной концентрации сравнивают со свойствами тех же компонентов в чистом состоянии при той же температуре, свойства неидеальных газов часто сопоставляют со свойствами их в состоянии идеального газа при той же температуре и при том же давлении (или при давлении р = 1 бар). [c.180]

Термодинамические свойства системы можно выразить с помощью нескольких функций состояния системы, называемых характеристическими функциями внутренней энергии U, энтальпии Я, энтропии S, энергии Гиббса G и энергии Гельмгольца. К особенностям характеристических функций относится их независимость от способа (пути) достижения данного состояния системы. Их значение определяется состоянием системы, т.е. параметрами системы ( давлением, температурой и др.). К особенностям характеристических функций также относится зависимость их величин от количества или массы вещества, поэтому принято относить их к одному молю вещества. [c.117]

Важнейшие термодинамические функции — внутренняя энергия и, энтальпия Н, свободная энергия Гельмгольца Р, свободная энергия Гиббса 2. [c.230]

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]

Как в реально протекающем процессе, так и в гипотетическом (оба пути) начальное и конечное состояния системы одинаковы, а следовательно, и изменение термодинамических функций (внутренняя энергия или энтальпия) одно и то же. [c.255]

Термодинамика использует обозначения, необходимые для записи уравнений, в которых фигурируют теплота и другие формы энергии. Приведенные ниже символы отражают следующие термодинамические функции — внутренняя энергия, Я — энтальпия (теплосодержание), 5 — энтропия, С — свободная энергия Гиббса, А — свободная энергия Гельмгольца ш — работа, д — теплота. [c.63]

Поскольку система изолированная, обмен энергией путем передачи теплоты, вещества и совершение работы не происходят. Следовательно, термодинамические функции — внутренняя энергия и энтальпия Я системы не меняются. В то же время очевидно, что состояние системы изменилось, так как компоненты перераспределились внутри системы. Это изменение — самопроизвольный переход из двухслойного состояния / с энтропией 5] в состояние 2 однородного раствора с энтропией (рис. 1.7, а) как раз и характеризуется увеличением энтропии Д5 = 5г—51. [c.25]

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

Параметры, которые поддаются непосредственному измерению (интенсивные свойства), называют основными параметрами состояния. Параметры состояния, которые не поддаются непосредственному измерению (внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, термодинамические потенциалы), рассматривают как функции основных параметров состояния (функции состояния). [c.15]

Изменения термодинамических потенциалов в изотермических процессах. Предварительно заметим следующее. 1. Из всех характеристических функций для оценки изменения состояния системы в результате изотермического процесса пригодны изобарный или изохорный потенциалы. 2. Функции д = Н — ТЗ VI Р = 11 — 75 содержат и, Н, Т и 5 — термодинамические свойства, изменения которых не зависят от предыстории системы. Значит, О я Р являются такими же однозначными функциями состояния, и их изменения определяются лишь начальным и конечном состояниями системы, т. е. ДО = Са — Ар = р2 — р1. 3. Внутренняя энергия, энтальпия и энтропия — экстенсивные свойства системы, поэтому экстенсивны также изобарный и изохорный потенциалы. В химических расчетах удобно относить значения О или Р к 1 моль вещества. [c.107]

Поведение или состояние термодинамической системы в условиях равновесия описывается одной из следующих функций состояния или характеристических функций внутренней энергией и, энтальпией Я, изохорно-изотермическим потенциалом (свободной энергией Гельмгольца) Р и изобарно-изотермическим потенциалом (свободной энергией Гиббса) О. [c.19]

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]

Термодинамическая система, в которой учитывается внутренняя и потенциальная энергия давления, называется расширенной системой. Таким образом, энтальпия представляет собой внутреннюю энергию расширенной системы. Энтальпия расширенной системы играет такую же роль, как и внутренняя энергия нерасширенной системы. Так же, как и внутренняя энергия, энтальпия системы является функцией состояния системы и, следовательно, ее изменение АН не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое, а зависит лишь от начального и конечного состояний системы. Если система при переходе из одного состояния в другое поглощает или отдает в окружающую среду бесконечно малое количество тепла и совершает против внешних сил или внешние силы совершают над системой бесконечно малую работу бЛ, то соотношение (П,6) принимает вид, [c.61]

Энтальпия — сложная термодинамическая функция, определяющая энергию, необходимую для приведения данной системы в данное состояние, и при этом учитывающая изменение внутренней энергии и совершаемую работу. [c.122]

Термодинамическими потенциалами являются внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия и изобарный потенциал. Убыль этих функций в равновесном процессе, протекающем при постоян- [c.77]

В термодинамике известны четыре так называемые характеристические функции внутренняя энергия е, свободная энергия ф, энтальпия У. и термодинамический потенциал С. Свободная энергия определяется соотношением [c.31]

В исследовании особенностей термодинамического поведения систем вблизи критической точки азеотропа в первую очередь представляет интерес концентрационная зависимость различных термодинамических функций. Значения внутренней энергии, энтальпии и энтропии, вычисленные по данным Р—у—Т—Ки получены нока только для двух систем — для системы шестифтористая сера — двуокись углерода [5] и этан — двуокись углерода [4, 6]. [c.146]

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]

Введение. Настоящая глава касается гиперзвуковой газовой динамики, имеющей дело с газовыми смесями при высоких температурах. При некоторых условиях такой смесью является высокотемпературный воздух. При более сложных условиях, которые существуют в большом числе случаев, описанных в предыдущих главах настоящей книги, газовая смесь состоит из продуктов реакций и реагирующих веществ, включающих компоненты воздуха и компоненты, инжектируемые в пограничный слой при различных обстоятельствах. Внутри этой смеси могут происходить химические реакции, и определение термодинамических свойств для равновесной смеси становится затруднительным. Требуется разработать метод для определения функций состояния внутренней энергии, энтальпии, энтропии и равновесного состава высокотемпературных газовых смесей. [c.325]

Большинство реакций происходит не при постоянном объеме, а при постоянном давлении, и поэтому желательно иметь термодинамическую функцию, которая обладала бы при постоянном давлении такими же свойствами, какими внутренняя энергия, Е, обладает при постоянном объеме изменение такой функции является мерой теплоты реакции при постоянном давлении. Подобная функция называется энтальпией. Я, и определяется соотношением [c.19]

Термодинамические функции внутренную энергию, энтальпию, энтропию и энергию Г иббса. [c.202]

По всем формулам, выведенным в предыдущем параграфе, в том числе и по (П1.40), можно как будто определить лишь изменение энтропии, но не ее абсолютное значение. В этом смысле энтропия, видимо , не отличается от других термодинамических функций — внутренней энергии и энтальпии. Однако это не так, и причиной тому, как будет показано позже, особые качества энтропии, связывающие ее с беспорядочностью молекулярного состояния системы. Пока же нам известно, что наименьшей энтропией обладает вещество в твердом состоянии при абсолютном нуле — мы видели в предыдущем параграфе, что все процессы перевода вещества из этого состояния в какое-либо другое связаны с увеличением энтропии. М. Планк (1911) постулативно высказал утверждение, что при абсолютном нуле энтропия не только имеет наименьшее значение, но просто равна нулю. Постулат Планка формулируется так энтропия правильно сформированного кристалла чистого веидества при абсолютном нуле равна нулю. [c.83]

Фркция состояния системы, посредством которой и (или) посредством производных которой (разных порядков) могут быть явно выражены термодинамические свойства системы Примечание. Наиболее широко используются в термодинамике следующие характеристические функции внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, изохорно-изотермный потенциал, изобарно-изотермный потенциал [c.132]

Зависимость химического потенциала, а следоватеяьи , коэффициента активности, от температуры определяется температурной зависимостью функций А и О, т. е. такими термодинамическими сЕОйствами, как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия и теплоемкость. Таким образом, знание термодинамических свойств является необходимым для количественной характеристики неидеальных жидких смесей при различных температурах. [c.29]

Очень важной характеристикой состояния термодинамической системы является энгалй/гия, обозначаемая символом Н. Как и внутренняя энергия, энтальпия является функцией состояния системы, и ее изменение в процессе не зависит от пути процесса, а лишь от начального и конечного состояний. С внутренней энергией, как будет показано в дальнейшем, она связана соотношением [c.50]

Представляет также интерес зависимость термодинамических функций адсорбированного вещества от температуры. Для таких расчетов требуется в].1числение статистических интегралов типа (18) н их производных при разных температурах. На рис. 4 показаны изменения дифференциальной внутренней энергии, энтальпии и теплоемкости для N6 и Аг в большом интервале температур. Эти кривые несколько необычны и представляют пока в основном только чисто теоретический интерес, так как экспериментальные данные для малых заполнений поверхности, относящиеся к разным температурам, известны только для Д л, . [c.32]

Термодинамическими потенциалами являются следующие функции состояния систелш , посредством которых выражают термодинамические свойства системы внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия (или изохорный потенциал) и изобарный потенциал. Нередко термин термодинамический потенциал применяют и в более узком смысле, обозначая им изохорный и изобарный изотермические потенциалы или даже только изобарный потенциал. Уравнения (40) и (41) дают уравнение для свободной энергии [c.90]

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]

Условная энтропия dSy dq/Ty = dql(zT) будет полным дифференциалом только в том случае, если условная температура будет интегрирующим делителем дифференциала dq. В работах [8, 46] показано, что для этого необходимо, чтобы коэффициент сжимаемости зависел только от энтропии z = f (s) иными словами, вдоль каждой линии 5. = onst должно будет выдерживаться условие Z = onst. Реальный газ, обладающий этими свойствами, В. Траупель называет тдеальным паром- . В идеальном паре внутренняя энергия и энтальпия являются функциями только условной температуры. Значит, условная температура является для него таким же термическим параметром, как термодинамическая температура для идеального газа. Это позволяет вести все расчеты в такой же форме, как и для идеального газа. Однако свойства реальных рабочих веществ в действительности отличаются от свойств идеального пара. Наиболее сильно это проявляется в тех случаях, когда сжатие происходит в области слабо перегретого пара в непосредственной близости от линии насыщения. Тем не менее и здесь разные вещества ведут себя неодинаково. [c.115]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология