Термодинамические системы и процессы

Кроме тех свойств энтропии, о которых говорилось, она является критерием возможности и направления процессов, а также состояния термодинамического равновесия в изолированных или адиабатно-изолированных системах. Если в изолированной системе протекает самопроизвольный необратимый процесс, то, как следует из (II, 104), энтропия возрастает. Условие (II, 104) является условием осуществимости данного процесса в изолировашюй системе. Процессы, для которых энтропия у.мепьшаегся, т. е, Д5<0, неосуществимы в изолированных системах. Если процесс возможен в прямом и обратном направлениях, то в изолированной системе он будет протекать в том направлении, которое сопровождается увеличением эптропни. При протекании процессов в изолированной системе энтропия ее увеличивается и одновременно система приближается к состоянию равновесия. Когда система достигнет состояния равновесия, то все процессы прекратятся, и энтропия будет [c.115]

Поделив неравенство (4.31) на Т, получим неравенство Клаузиуса, которое определяет, что термодинамически необратимые процессы в изолированной системе проходят только с возрастанием энтропии. Неравенство (4.31) может быть доказано с помощью логических рассуждений при рассмотрении работы тепловой машины. [c.94]

Установки первичной перегонки нефти и ректификации углеводородных газов имеют наиболее развитые системы теплообмена, которые предназначены для максимального использования тепла уходящих потоков и повышения термодинамической эффективности процесса. Для теплообмена используют следующие потоки пародистиллятные фракции, боковые погоны и остатки атмосферной и вакуум/ной колонн, промежуточные циркуляционные орошения, дымовые газы и промежуточные фракции и потоки с других технологических узлов комбинированных установок. Благодаря эффективному, использованию тепла го рячих потоков сырую нефть удается предварительно нагреть до 220—230 °С, уменьшая тем самым тепловую мощность печей на 20—25%- В результате утилиза-ции тепла горячих нефтепродуктов значительно уменьшается расход охлаждающей воды. [c.313]

Термодинамическая система может получать или вьщелять теплоту и совершать работу или быть объектом совершения работы. Первый закон термодинамики утверждает, что во всех этих процессах энергия в системе не создается из ничего и не исчезает бесследно. Энергия системы не обязательно остается постоянной она может повышаться или уменьшаться, в зависимости от того, какое воздействие мы оказываем на систему. Но изменение энергии системы должно быть равно результирующему количе- [c.14]

Закрытую систему, взаимодействия которой с другими системами ограничиваются передачами работы и теплоты, мы в дальнейшем будем кратко называть термодинамической системой . Процесс, совершаемый такой системой, будем называть термодинамическим процессом . [c.123]

В зависимости от условий процесса можно рассматривать различные виды теплоемкостей одной и той же термодинамической системы. Однако практическое значение имеют лишь очень немногие из этих теплоемкостей. [c.30]

Итак, для всякого тела и любой термодинамической системы (кроме параметров состояния тела t, V, р, и, Ср, г) существует функция их состояния энтропия 5, величина которой может быть определена для любого состояния тела или системы. Пользование этой величиной во многом упрощает изложение и понимание термодинамических процессов, происходящих с флюидальной жидкостью в пористой среде пластовых систем, а также значительно упрощает различные тепловые расчеты, графическое изображение характеристических термодинамических функций и их анализ. [c.80]

В термодинамической системе процессы, связанные с изменением состояния влажного газа, удобно анализировать с помощью диаграммы I—X, впервые построенной Л. К. Рамзиным для влажного воздуха. По оси ординат откладывается энтальпия 1 в Дж (или кДж), отнесенная к 1 кг сухого воздуха, а по оси абсцисс (для удобства она развернута на угол 135°) —влагосодержание X в кг водяного пара, также отнесенное к 1 кг сухого воздуха (поскольку масса последнего не меняется на протяжении всего пути или времени процесса). Диаграмма /—X может быть построена для любой пары газ (или газовая смесь) —-жидкость при условии, что никаких химических превращений в системе не происходит. Все процессы изменения состояния влажного газа рассматриваются лишь для случаев, когда жидкость в газе находится в газообразной фазе—в виде перегретого пара (при<р<1) или насыщенного пара (при ф= 1=сопз1). [c.38]

Энергетическое совершенство процессов в этом основном элементе во многом определяет эксплуатационные затраты и экономическую эффективность технологической системы разделения в целом. Проведем анализ в следующей последовательности вначале введем понятие эксергетического к. п. д. как меры термодинамического совершенства процесса и далее используем это представление для анализа селективного проницания газов через мембрану и оценки потерь от необратимости в напорных и дренажных каналах и в мембранном модуле в целом. [c.239]

Химическая термодинамика изучает энергетические переходы, сопровождающие или вызывающие физико-химические процессы. Для упрощения анализа эти энергетические переходы рассматриваются применительно к конкретному реальному или мысленному объекту — термодинамической системе ТС (или просто, системе). ТС, которая не обменивается с окружающей средой ни массой, ни энергией, называется изолированной ТС, обменивающаяся только энергией, называется закрытой ТС, обменивающаяся массой и энергией, называется открытой. [c.10]

I, Дайта определение термодинамической системы, термодинамического процесса. [c.42]

Итак, при постоянном объеме или при постоянном давлении теплота процесса зависит только от начального (индекс 1) и конечного (индекс 2) состояний термодинамической системы, но не от пути перехода. [c.17]

Процесс, при котором термодинамическая система, выйдя из некоторого начального состояния и претерпев ряд изменений, возвращается тем или другим путем в исходное состояние, называется круговым процессом, или циклом. Очевидно, в круговом процессе изменение любой функции состояния равно нулю. [c.180]

Все указанные выше изменения в термодинамических системах в классической термодинамике изучают без определения механизма различных стадий протекающих процессов. Механизмы стадий термодинамических процессов разрабатывают в статистической физике и термодинамике. [c.8]

Вероятность перехода молекул из заполненного сосуда, содержащего молекулы, в пустой сосуд равна 1. Без компенсации этот процесс проходит неравновесно и определяется как термодинамически необратимый процесс. Этот процесс определяет переход системы из менее вероятного состояния в более вероятное и характеризует возрастание в такой системе энтропии. Таким образом, между энтропией и вероятностью состоя- [c.82]

Объектами исследования в термодинамике являются только макроскопические системы, т. е. системы, состоящие из очень большого количества частиц. При термодинамических исследованиях любого процесса не рассматривается молекулярная структура вещества, характер сил взаимодействия между молекулами, механизм процесса, ничего не говорится и о скорости процесса. Та часть термодинамики, которая имеет дело с применением указанных трех законов к химическим процессам и фазовым переходам, называется химической термодинамикой. Химическая термодинамика разрабатывает наиболее рациональные методы расчета тепловых балансов при протекании химических и физико-химических процессов раскрывает закономерности, наблюдаемые при равновесии определяет наиболее благоприятные условия для осуществления термодинамически возможного процесса выясняет условия, при которых можно свести к минимуму все побочные процессы определяет термодинамическую устойчивость индивидуальных веществ. [c.181]

В термодинамической системе обозначений знак минус перед численным значением теплового эффекта ставится, если реакция идет с выделением теплоты (процесс экзотермический), а знак плюс , —если процесс эндотермический. [c.425]

Мицеллообразование в растворах коллоидных ПАВ является наиболее термодинамически выгодным процессом по сравнению с процесса ми образования истинного раствора или разделения фаз. Это обуслов/[ено переходом углеводородной или полярной части дифильных молекул ПАВ в подобную им по полярности фазу. Например, полярные группы молекул ПАВ обращаются к воде, поскольку они гидратированы, а углеводородные радикалы выталкиваются из водной ( зазы. Оба эти процесса сопровождаются выделением теплоты, что способствует умень.ше-нию энергии Гиббса системы. [c.130]

В книге рассматривается совокупность проблем из области химической техники, охватывающих общие вопросы течения потоков однородных жидкостей, гидромеханические процессы, протекающие в различных системах, процессы термодинамические, тепловые, фазовых превращений, процессы ступенчатые, их кинетические закономерности, сушильные процессы и вопросы расчетов химических реакторов. [c.4]

Термодинамическая вероятность процесса определяется изменением энергии Гиббса ДО системы в результате реакции [c.168]

Рассмотрим в качестве. термодинамической системы малую подобласть тела Й, которую обозначим через dQ. Будем считать понятия параметров состояния термодинамической системы, пространства состояний, процесса и притока энергии известными [c.10]

Второй закон термодинамики представляет собой ряд положений, относящихся к различным состояниям и процессам в термодинамической системе. Напомним основные определенпя. Равновесным состоянием термодинамической системы называют состояние, при котором параметры состояния неизменны при неизменных внешних условиях. Бесконечно медленные процессы, в которых каждое промежуточное состояние — равновесное, называются равновесными-, уравнения, описывающие равновесные процессы, пе содержат значений скоростей изменения параметров состояния (однако направления изменения параметров состояния в равновесном процессе могут быть существенными). [c.11]

При достаточно большом времени реагирования сажи с водяным паром и углекислым газом реакции газификации приведут к исчезновению углерода, и в конечном счете — к состоянию равновесия термодинамической системы. Процесс перехода системы от начального состояния (исходная топливовоздушная смесь) к конечному (равновесные продукты сгорания) сопровождается ростом ее энтропии в полном соответствии со вторь законом термодинамики. Таким образом, наличие в продуктах сгорания сажи связано с незавершенностью процессов ее газификации водяньп паром и углекислым газом вследствие относительно небольших скоростей их протекания и недостатка времени пребывания. [c.60]

Теплоемкость зависит как от природных свойств гела, так и от условий процесса изменения состояния. Геплоемкостъ термодинамической системы характеризует не только ее свойства, но и процесс нагрева. Установлено, что-для большинства тве5)дых веществ 3 природе теплоемкость процесса в основном зависит т температуры газа — от характера процесса темпе- [c.29]

Из этого отнюдь не следует, что катализатор может вызвать термодинамически невозможный процесс. Поскольку катализатор Е1Х0ДИТ в состав лишь промежуточного соединения, термодинамическая возможность процесса определяется разностью уровней свободной энергии конечного и начального состояний. Таким образом, химический процесс и в присутствии катализатора идет в направлении минимума свободной энергии в системе, а катализатор лишь ускоряет (или замедляет) этот процесс, т. е. не способен смещать положения равновесия. Это же заключение можно сделать и на оснонании рассмотрения следующей модели представим себе изотермическую систему, состоящую из газообразных компонентов, в которой термодинамически аошожна реакция с изменением числа молей. Предположим, что существует катализатор, смещающий положение равновесия. Тогда, попеременно вводя в систему и выводя из нее катализатор, можно будет при отсутствии разности температур неограниченно получать работу расширения и сжатия газов. Следовательно, сделанное предположение о возможности смещения равновесия в присутствии катализатора приводит к возможности построения вечного двигателя второго рода, т. е. к нарушению второго закона термодинамики. [c.273]

В Секторе нефтехимии проводились работы по уточнению ресурсов нефтехимического сырья на Украине, в частности по оценке содержания нормальных алканов и ароматических углеводородов в различных фракциях нефтей Украины, изучались теоретические основы карбамидной депарафинизации. В соавторстве с П. Н. 1 аличем, Л. А. Куприяновой, К. И. Патриляком и другими исследованы процесс клатратообразования, взаимодействие индивидуальных нормальных алканов С —С12 с карбамидом в широком диапазоне температур в разных средах, равновесие в системах карбамид — алкан — комплекс, термохимия ] оА[1глексов карбамида и кинетика процессов их образования и разложения. Открыто явление низкотемпературного гистерезиса, связанного с механизмом образования и разложения комплексов и термодинамическими характеристиками процессов перекристаллизации мочевины и адсорбции — десорбции включенного вещества. [c.13]

Не следует путать обратимость (равновесность, квазистатичность) термодинамическую с обратимостью химической реакции. Последняя означает, что в процессе А1 — -Аз со временем начинает играть роль процесс А2 —А1, что и отражено в общей записи Аз. Эта обратимость кинетическая никак не связана с обратимостью термодинамической, и в естественных условиях обратимая химическая реакция является термодинамически необратимым процессом, система приходит в состояние не исходное, но конечное, и ее состав и свойства отличны от состава и свойств исходной системы. Два макроскопических состояния считаются разными, если отличаются хотя бы одной из макроскопических характеристик. Состояние системы, не меняющееся со временем, называется стационарным. Оно является равновесным, если неизменность его во времени не обусловлена каким-либо внешним воздействием. [c.21]

Функциями состояния S, F, G можно пользоваться для определения термодинамической возможности осуществления процесса. Однако из изложенного ясно, что для этой цели функции f н G более удобны, чем S. Дело в том, что в самопроизвольном (т. е. термодинамически возможном) процессе энтропия возрастает, только если процесс проводится в изолированной системе, которую трудно реализовать в эксперименте. F п G уменьшаются при термодинамически возможных процессах, проводимых в легко реализуемых условиях Т, и — onst (для F) или Т, р — onst (для G), причем система не изолирована. [c.20]

Любая термодинамическая система обладает конечным запасом энергии, которая может явиться источником для производства работы и теплоты. Свойства системы определяются величиной таких параметров, как V, Т, Р я другие. Этими же параметрами определяется запас энергии в системе. В закрытой, изолированной или открытых системах могут проходить взаимопревращения энергии одного вида в другой, теплоты в работу и работы в теплоту только в соответствии с законом сохранения. Закон сохранения определяет, что энергия не создается из ничего и не может превратиться в ничто если в ходе протекания процесса исчезает некоторое количество энергии данного вида, то взамен появляется в строго эквивалентном количестве энергия другого вида. Так, энергия химического процесса может превращаться в строго эквивалентном количестве в световую энергию или энергию электрических батарей. Закон сохранения формулируется также и как закон неунич-тожимости энергии, а именно, в любой системе различные виды энергии превращаются друг в друга, но общее количество энергии в ней остается неизменным. [c.15]

В предыдущем разделе было показано, что для термодинамически обратимого процесса убыль энергии Гельмгольца при 7 = onst равна максимальной работе W. Если в системе протекает необратимый процесс, то при этом возрастает доля бесполезно рассеянной энергии и процесс производит уже меньше работы W eo6p, чем в обратимом процессе. Это отражается неравенством [c.110]

Закрытая система (изолированная непроницаемой вещественной оболочкой) может обмениваться с внещней средой только энергией, а фазово-открытая система (имеющая оболочку, проницаемую для вещества и энергии) обменивается с окружающей средой веществом и энергией, в частном случае, в форме теплоты. В фазово-открытой системе можно выделить внутренние части и части, которые соприкасаются с окружающей срг-дой. В такой системе процессы будут протекать термодинамически необратимо и их условились разделять на внутренние и внешние (Н. И. Белоконь, И. Р. Пригожин). Тогда общий теп-лопоток можно разделить на теплоту, распределяемую между внутренними частями системы Qi и между внешними частями Qe ( — интернел — внутренний, е — экстернел — внешний) [c.252]

Различают прямой и обратный процессы. В результате прямого процесса система переходит из начального в конечное состояние, в результате обратного - из конечтюго в начальное состояние. Если прямой и обратный процессы протекают через те же промежуточные состояния - то это термодинамически обратимый процесс. [c.13]

Такиы образои, выполнены предварительные термодинамические расчеты процесса парокислородной газификации нефтяных остатков по известной методике. Определены основные рабочие параиетры процесса. Выявлено влияние температуры процесса и количества подаваемого водяного пара на содержание в газе основных компонентов водорода, окиси углерода и двуокиси углерода. Одновременно с этим выявлены и недостатки использованной методки расчета процесса парокислородной газификации нефтяных остатков. Разработан алгоритм системы уравнений термодинамического расчета процесса, учитывающий влияние давления на процесс, а также позволяющий определить выход метана в газе и саки. [c.118]

Круговым процессом, или циклом, называется процесс, при котором термодинамическая система, выйдя из некоторого начального состояния и претерпев ряд изменений, возвращается в то же самое состояние в этом процессе изменение любого пара-)метра состояния равно нулю. В зависимости от условий протекания различают процессы изобарный, изотермный, адиабатный, изохор-ный, изобарно-изотермный и др. [c.84]

В процессе диспергирования возрастает свободная поверхностная энергия и энтропия, связанная с тепловым движением коллоидных частиц. При диспергировании твердых тел до порошкообразного состояния роль энтропийно -о фактора ничтожна. В случае превышения энтропии над свободной энергией, свя- анной с развитием поверхности, формирование коллоидной системы оказывается термодинамически вы10диым процессом и может протекать самостоятельно, особенно в дисперсных системах с газообразной и жидкой дисперсионной средой. [c.65]

Уошберн [10] рассмотрел все термодинамические условия процесса сгорания вещества состава СаНьОс в калориметрической бомбе и дал подробные рекомендации по пересчету .и и ки°. Согласно Уошберну, пересчет АУ на стандартные условия может быть произведен следующим образом. Так как изменение внутренней энергии не зависит от пути процесса и однозначно определяется только начальным и конечным состояниями системы, рассмотрим, чем отличаются эти состояния для реального процесса, протекающего в бомбе, и для такого же процесса, протекающего в стандартных условиях. [c.16]

Теплоемкость определенной термодинамической системы зависит от характера протекающего процесса. Так, если рассматривать теплоемкость какой-либо системы в изохорном, изобарном или адиабатном процессе, то в первых двух процессах С имеет конечное значение, так как при Q — 0 и (/2—а в адиабатном процессе С = 0, поскольку Q = 0, а ( 2—/1) 0. [c.51]

Чтобы теплоемкость рассматриваемой системы имела определенное значение, необходимо точно указывать, к какому процессу она ютносится. В зависимости от условий процесса можно рассматривать различные виды теплоемкостей одной и той же термодинамической системы. Однако практическое значение имеют лишь очень немногие из этих теплоемкостей. Наиболее часто в химической термодинамике используют изохорную и изобарную теплоемкости v и Ср или, как их часто называют, теплоемкость при постоянном объеме и теплоемкость при постоянном давлении. [c.51]

В (1.65) 6Q — бесконечно малая величина, в общем случае не являющаяся полным дифференциалом. Это означает, что Q, а следовательно, и С (так же, как величины 6Q и С) в общем случае зависят от пути, по которому осуществляется нагревание системы от 1] до /2. Иначе говоря, для многих процессов теплоемкость термодинамической системы характеризует не только ее свойства, но еще и процесс нагрева. Для процессов, протекающих при /з = onst и У = onst, Q, как известно, является полным дифференциалом, и теплоемкость не зависит от способа перехода системы из состояния с температурой ti в состояние с температурой ti. При изохорном процессе Qv = AU и dQv = diI. Отсюда следует, что при V = onst средняя теплоемкость [c.51]

Если значения скоростей изменения параметров состояния влияют на протеканпе процессов, то такие процессы называются неравновесными. Процесс перехода термодинамической системы от одного состояния к другому называется обратимым, если для каждого промен уточного состояния уравнения для бесконечно малых приращений параметров удовлетворяются также при замене знаков этих приращений па обратные, и необратимым — в противоположном случае. Процесс называется адиабатическим, если приток тепла к системе (и теплообмен между любыми частями системы) равен нулю процесс называется изотермическим, если он происходит при постоянной температуре. [c.12]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология