Течение термодинамика процесса

Согласно закону Гесса тепловой эффект реакции не зависит от промежуточных стадий, а определяется лишь начальным и конечным состоянием системы при условии, что давление или объем в течение всего процесса остаются неизменными. Математическая формулировка закона Гесса является непосредственным следствием первого начала термодинамики и выражается уравнениями [c.24]

В термодинамике необратимых процессов предполагается в качестве постулата, что указанные элементы системы в течение неравновесного процесса проходят через состояния локального внутреннего равновесия. Поясним это следующим примером. [c.136]

Капиллярный осмос. Явление капиллярного осмоса, открытое Б. В. Дерягиным [57], состоит в том, что жидкость в капиллярах и порах способна перемещаться под действием градиента концентрации раствора. Причи.чой капиллярного осмоса является диффузность адсорбционных слоев растворенного компонента. Увлечение потоком жидкости подвижной части диффузных слоев с повышенной (или пониженной) концентрацией С х) растворенного вещества приводит к возникновению градиента концентрации. В соответствии с уравнениями термодинамики необратимых процессов это обусловливает, возможность перекрестного эффекта, а именно — течения жидкости под действием перепада концентраций. В связи с тем что граничные слои воды вблизи гидрофильных поверхностей обладают пониженной растворяющей способностью, толщина диффузных слоев того же порядка, что и толщина граничных слоев. В соответствии с теорией [57], это может заметно увеличивать скорость капиллярно-осмотического скольжения, равную [c.24]

Набухание соответствует неравновесному переходному состоянию системы от чистых сополимера и растворителя к их полному взаимному смешению. Согласно законам термодинамики самопроизвольное течение изобарно-изотермических процессов сопровождается уменьшением термодинамических потенциалов, поэтому можно считать, что причиной сорбции является стремление системы к выравниванию химических потенциалов компонентов. Набухание — это замедленный процесс смешения двух фаз. Из-за разницы в подвижности молекул компонентов набухание осуществляется диффузией растворителя в сополимер, тогда как макроцепи весьма медленно проникают в объем, занятый чистым растворителем. Диффузии сопутствуют процессы взаимодействия молекул растворителя со звеньями макроцепей, перемещения структурных элементов сополимера, изменение конформаций макроцепей. Полимеры (сополимеры) по своим механическим (реологическим) свойствам обладают ярко выраженной анизотропией (продольные свойства близки к свойствам твердых тел, в то время как поперечные приближаются к свойствам жидкостей), вследствие чего занимают промежуточное положение между твердыми телами и жидкостями. Силовое поле, наводимое диффузией растворителя в полимер, частично запасается в последнем, что приводит к возникновению комплекса релаксационных явлений или явлений вязкоупругости. [c.296]

Переходя к обратным электрокинетическим явлениям, отметим их сходство с пьезоэффектом — появлением разности потенциалов при деформировании некоторых кристаллических веществ — пьезоэлектриков. Отличие состоит в том, что пьезоэффект характеризует изменение равновесного состояния вещества при действии на него механических напряжений, а гидродинамическая поляризация дисперсной системы отражает интенсивность течения необратимого процесса — переноса заряда (электрического тока), который может быть вызван механической силой (градиентом давления) при надлежащих условиях. Величины эффектов, форму их проявления (в виде потенциала или тока гидродинамической поляризации), связь с прямыми элек-трокинетическими эффектами (форез, осмос) можно установить, основываясь на общих положениях термодинамики необратимых процессов. [c.612]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых- процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое-взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях вселеггной, что означало бы, с этой точки зрения, невозможность протекания каких-нибудь процессов и, следовательно, тепловую смерть вселенной . Такой вывод, впервые четко сформулированный в середине XIX в. Клаузиусом, является идеалистическим, так как признание конца существования (т. е. смерти ) вселенной требует признаиид и ее возникновения. Статистическая природа второго начала термодинамики не позволяет считать его универсально применимым к системам любых размеров. Нельзя утверждать также, что второй закон применим к вселенной в целом, так как в ней возможно протекание энергетических процессов (как, например, различные ядерные превращения), на которые термодинамический метод исследования но может механически переноситься. В определенных видах космических процессов происходит возрастание разности температур, а не выравнивание их. [c.220]

Предмет химической термодинамики. Термодинамика представляет собой научную дисциплину, которая изучает I) переходы энергии из одной формы в другую, оТ одной части системы к другой, 2) энергетические эффекты, сопровождающие различные физические или химические процессы, зависимость их от условий протекания процессов и 3) возможность, направление и пределы самопроизвольного (т. е. без затраты работы извне) течения самих процессов в рассматриваемых условиях. Термодинамика базируется на двух основных законах, называемых иначе первым и вторым принципами термодинамики. [c.178]

Химическая термодинамика, основные законы которой рассмотрены в предыдущей главе, изучает возможность, направление и пределы самопроизвольного течения химических процессов. Однако механизм и скорость процесса в химической термодинамике не рассматриваются. В то же время представление о скоростях химических реакций и факторах, влияющих на скорость [c.107]

Кинетическая система не находится в состоянии равновесия. Подчиняясь первому закону термодинамики (сохранение энергии), она свободна от ограничений второго закона. Чем меньше ограничений накладывается на систему, чем больше степеней свободы она имеет, тем труднее ее описать. Действительно, как будет видно из дальнейшего, эта трудность становится одним из реальных препятствий на пути удовлетворительной кинетической обработки. Однако основное препятствие для кинетического описания химических систем заключается во множественности существенно неравновесных факторов, которые могут играть решающую роль в определении пути реакции. Таким образом, априори нельзя сформулировать те положения, которыми определяется адекватное описание кинетической системы. В этом нетрудно убедиться на следующем простом примере. Вода, находящаяся на вершине холма, может быть описана уравнениями равновесного состояния. В некоторый следующий момент времени вода может стечь в озеро у основания холма. Оба эти состояния (исходное и конечное) могут быть описаны совершенно точно, и можно определить разности энергий этих состояний. Однако если попытаться описать сам переход, т. е. процесс течения воды с вершины холма, то будет видно, что он может зависеть почти от бесчисленных факторов от наличия стоков, контура склона холма, структурной устойчивости контура, множества подземных каналов в холме, через которые может проникать вода, и т. п. И наконец, если на холме будет кем-либо пробурена скважина, то появится необходимость в тщательном экспериментальном исследовании для того, чтобы учесть и этот дополнительный фактор, влияющий на течение воды. [c.14]

Итак, самопроизвольное течение химических процессов возможно только в направлении уменьшения изобарно-изотермического потенциала (ДО<0) пределом течения такого процесса служит достижение минимального значения От системы при данных условиях- Это одна из формулировок второго закона термодинамики для химических процессов. Она говорит о принципиальной возможности, направлении и пределе самопроизвольного протекания химических реакций. [c.269]

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]

Распространение этого метода на изучение химических реакций и процессов с учетом их специфики привело к выделению самостоятельного раздела данной дисциплины, получившего название химической термодинамики. В результате химических реакций, сопровождающих и определяющих течение химических процессов, происходят глубокие изменения физико-химических свойств взаимодействующих веществ при одновременном выделении либо поглощении тепла. С целью оптимального осуществления хода химического процесса необходимо знать общие законы, определяющие превращения энергии при химическом взаимодействии веществ. [c.6]

Отличительной чертой химических реакций является глубокое изменение системы взаимодействующих веществ, сопровождающееся выделением или поглощением энергии, чаще всего тепловой. Изучение тепловых эффектов химических реакций позволяет предвидеть течение химических процессов и управлять ими, меняя соответствующим образом внешние условия. Раздел химической термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций и процессов, называется термохимией. [c.49]

В термодинамическом смысле работа, совершаемая системой, всегда связана с действием против внешних сил. Из различных видов работы особое значение в термодинамике получила работа против внешнего давления. Поэтому на ее примере мы рассмотрим, как связывается работа с факторами интенсивности и емкости в более общем случае, когда фактор интенсивности в течение процесса не сохраняет постоянного значения. [c.184]

В последние десятилетия получила развитие термодинамика необратимых процессов, в которой анализируется течение различных процессов во времени (см. [Б 24, 25, 37, 60, 80, 84, 88]). [c.12]

Переход системы из одного состояния Т. р. в другое может происходить через последовательность состояний, каждое из к-рых является также состоянием Т. р. Это означает, что параметры состояния в течение всего процесса перехода бесконечно мало отличаются от своих значений при Т.р. Это-равновесный (квазистатический) процесс. Реальные процессы перехода всегда неравновесны они изучаются химической термодинамикой. [c.541]

Для газов с числами Рг 1 влияние этого критерия на процессы трения и теплообмена скажется при посредстве вязкого подслоя. Причина этого заключается в одинаковости вида дифференциальных уравнений для полей скорости и температуры торможения в турбулентном слое, где Рг=1, и в различии вида их в вязком подслое, в котором Рг= =1 поэтому в данном случае уже нельзя ограничиться, как это делалось в предыдущем, только интеграцией уравнений, определяющих поле скоростей, а необходимо также интегрировать и уравнение для температурного поля, точнее, надо искать интеграл всей системы дифференциальных уравнений (60,1) — (60,3) и (53,2) — (53,4), определяющих гидродинамику и термодинамику процессов во всей области турбулентного и вязкого течений. Пока, однако, была лишь сделана попытка приближенного решения этой проблемы [47], которая излагается ниже. [c.290]

Второе начало термодинамики определяет, какие из мыслимых процессов могут в данной системе протекать самопроизвольно в рассматриваемых условиях температуры, давления и концентраций, каково количество работы, которая может быть получена при этом, и каков предел возможного самопроизвольного течения этих процессов, т. е. каково состояние равновесия в рассматриваемых условиях. [c.133]

Науку о взаимных превращениях различных видов энергии называют термодинамикой. Термодинамика устанавливает законы этих превращений, а также направление самопроизвольного течения различных процессов в данных условиях. [c.16]

Термодинамика процессов течения [c.138]

В соответствии с термодинамикой при постоянном соотношении водяной пар углеводороды увеличение температуры процесса ведет к увеличению содержания окиси углерода в конвертированном газе. В наших условиях указанная закономерность наблюдается не только при равновесии, но и в течение всего процесса. При этом исходный водород практически не влияет на содержание СО в конвертированном газе при температуре 500° С. Начиная с 600° С оно тем больше, чем больше количество добавляемого водорода. [c.28]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях [c.216]

Учет особенностей незамерзающих прослоек позволил получить (на основе термодинамики необратимых процессов и теории расклинивающего давления) уравнения течения, связывающие скорость переноса влаги в мерзлых грунтах и пористых телах с теплотой фазового перехода лед — вода [32]. Более подробно эти вопросы рассматриваются в разделе 6 этой же главы. [c.11]

Термодинамика процессов установившегося течения [c.205]

Применительно к неводным системам книга охватывает термодинамику, статику (равновесия), электрохимию (равновесную и необратимую) и кинетику реакций в неводных средах. В каждом разделе основное внимание уделяется влиянию растворителя на течение химического процесса. [c.4]

Процессы адсорбции — это, в первую очередь, процессы очистки, для которых вопросом первостепенной важности является вопрос о минимально возможном остаточном содержании адсорбата в жидкой фазе. Чтобы дать на него ответ, нанесем на рис. 9, кроме линий баланса 7 и Г, изотерму адсорбции (кривая 2). С течением времени концентрация вещества в растворе уменьшается (с, сг и т.п.) и возрастает величина адсорбции а, аг и т.п.). Изменение концентрации продолжается до тех пор, пока не будут достигнуты значения с и а, лежащие на пересечении линий 7 и 2 Дальнейшее течение самопроизвольного процесса очистки прекращается. Более существенное понижение концентрации в растворе, чем с, получить невозможно. Сойти с прямой 1 при заданном значении НЖ (и, что то же самое, при заданном значении НТ) не позволяет закон сохранения материи, а перейти на продолжение прямой 1 в зазер-калье кривой 2 — один из законов термодинамики. Он гласит, что систему, находящуюся в равновесии, вывести из этого состояния может только внешнее воздействие. Итак, точка А—предельно достижимое состояние системы, концентрация с — минимально возможная при данных условиях остаточная концентращ1Я адсорбата в растворе, а. а — максимально возможная величина адсорбции. Предельные концентрации можно изменить, взяв иную НЖ (прямая 1 ), понизив температуру или использовав адсорбент с более крутой изотермой адсорбции (и то, и другое соответствует линии 2 и точке В). Для выбора условий процесса и расходных коэффициентов и предназначены построения, примеры которых приведены на рис. 9. [c.25]

Тонкие поры, где происходит перекрытие диффузных адсорбционных слоев, требуют особого рассмотрения. В этом случае концентрация раствора С(х) ни в одной части поры не равна концентрации объемного раствора Со. Здесь становится неприменимым представление о течении типа скольжения, которое имеет место в широких порах, где толщина слоя с измененной концентрацией много меньше ширины поры. В тонких (в указанном смысле) порах следует учитывать изменение локальных скоростей течения по всей толщине прослойки. Для неионных растворов в плоском канале решение, полученное на основе уравнений термодинамики необратимых процессов, имеет следующий вид [60] [c.25]

Согласно теории термодинамики необратимых процессов в изотермических системах силой, вызываю.щей диффузию, является градиент химического потенциала. На первый взгляд непонятно, как химический потенциал, соответствующий равновесным состояниям (характеризующий количество свободной энтальпии), можно использовать для описания скорости необратимых процессов, и в том числе скорости диффузии. Хорошо известно, например, что скорость химических реакций не пропорциональна, в общем, изменению свободной энтальпии процессов. Однако при детальном анализе проблемы было найдено [39], что изменение свободной энтальпии при диффузии, обусловленное смешиванием растворов разной концентрации (которое определялось по градиенту химического потенциала), можно отождествить с работой диффузионных сил против трения среды. Поскольку диффузия — процесс медленный, отклонения от равновесного состояния в течение такого процесса гораздо меньше, чем в большинстве химических реакций. Общее изменение свободной энтальпии при этих условиях почти равно энергии, дисси-пируемой при трении. Таким образом, в изотермической системе термодинамические силы, обусловливающие диффузию i-ro компонента [c.207]

Для получения количественных показателей эффективности и степени совершенства ХТС в настоящее время все больше используют термоэкономический принцип. Термоэкономика — это подход к анализу ХТС, заключающийся в комбинации термодинамического анализа и экономической оптимизации. Термодинамический анализ описывает и изучает общую направленность течения процесса, закономерности переноса массы и энергии, а также устанавливает общие альтернативы реализации процесса. Определение альтернатив в термодинамике основано на использовании таких категорий, как эффективность, продуктивность, энтропия образования, необратимость, эксергия и др. [c.190]

Не следует думать, что всякий процесс, который протекает нестатически, можно осуществить и квазистатически. К сожалению термодинамиков, это не так, совсем не так. Возможность квазистатически осуществлять процесс в настоящее время скорее исключение, чем правило. Мы даже не говорим о биологических процессах. Пластическое течение металла — процесс явно нестатический — принципиально нельзя осуществить квазистатически . [c.255]

В лаборатории термохимии им. Лугинина МГУ совместно с ВНИИВом (Всесоюзный научно-исследовательский институт искусственного волокна) и Институтом химической физики АН СССР, в течение нескольких лет проводится систематическое исследование реакции гидролитической полимеризации гомологического ряда лакггамов. Эти исследования выполняются в двух. направлениях. Одним из них является изучение термодинамики процесса, т. е. определение изменения энтальпии (АЯ), энтропии (Д5) и изобарно-изотермического потенциала (AZ) процесса полимеризации лактамов. Другим направлением является детальное изучение кинетики с целью выяснения механизма протекания этого процесса. [c.194]

Химическая термодинамика. В этом разделе физической химии рассматриваются основные соотношения, вытекающие из первого закона термодинамики, которые позволяют рассчитать количество выделяемой или иоглощаемой теилоты и определить, как будет влиять иа него изменение внешних условий. На основе второго закона термодинамики определяется возможность самопроизвольного течения процесса в интересуюи ,ем нас направлении, а также условия и положение равновесия и его смещения иод влиянием изменения внешних условий. [c.23]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология