Энергия чистых веществ

Примером так сказать идеальной упорядоченности молекулярной структуры может-служить правильно сформированный кристалл чистого вещества (например, какого-либо металла) при температуре, близкой к абсолютному нулю. Как известно, в таком кристалле атомы (или молекулы) размещаются в узлах кристаллической решетки, около которых совершают одинаковые колебательные движения с так называемой нулевой энергией. Энтропия такого кристалла согласно Планку [c.175]

Это и есть стандартное изменение свободной энергии в реакции, относящейся к чистым веществам (ц,= р."г, если = 1) при нормальном состоянии К (ж ) —константа равновесия, выраженная в молярных долях. Для идеального газа мы можем связать К (с ) и К (Р1) с К (х ), используя К (х1) и соотношения, вытекающие из законов для идеального газа /> = х Р (Р— общее давление) j= /У = Р1/НТ = х Р/НТ = где V — общий объем К (/),)= К (х ) РД" и К (с ) = К (x ) УД", где Ап — изменение числа молей в реакции. Таким образом, [c.242]

Свободная энергия Р, теплосодержание И и энтропия 5 чистых веществ зависят от количества, давления, физического состояния и температуры вещества. Если определять стандартное состояние твердого вещества или жидкости как состояние реального твердого тела или жидкости при 1 атм, а стандартное состояние газа — как состояние идеального газа при 1 атм, то для одного моля вещества в определенных стандартных условиях эти свойства зависят только от температуры. Термодинамические характеристики при давлениях, отличающихся от атмосферного, можно рассчитать, используя численные значения этих функций для стандартных условий и основные термодинамические закономерности (уравнение состояния, коэффициент сжимаемости вещества и др.). Влияние [c.359]

Каждую из величин в уравнении (12.25) можно оценить с помощью уравнения БВР. Так, для изменения внутренней энергии чистого вещества в изотермическом процессе получается выражение [c.195]

В 3.1 были сформулированы свойства свободной энергии чистых веществ. Свободная энергия смеси веществ — а под смесью мы понимаем однородную смесь (смесь газов или жидкий или твердый раствор) — зависит не только от температуры, давления и фазового состояния, но также от количеств двух веществ, образующих смесь. [c.81]

Стандартный химический потенциал вещества А не зависит от природы других компонентов раствора и равен мольной свободной энергии чистого вещества А. [c.85]

Рассмотрим в качестве примера внутреннюю энергию чистого вещества. Неизменность его состояния задается постоянством двух интенсивных величин — давления Р и температуры Т и по смыслу представляет собой удельную внутреннюю энергию [c.99]

Свободная энергия вещества в растворе в отличие от свободной энергии чистого вещества обозначается 62. Основываясь на уравнении 1У-9), можем написать, [c.75]

Показателем того, что свойства вещества определены в стандартных условиях, служит написанный вверху небольшой нуль. Температуру, прп которой определяется свойство, принято писать внизу. Свободная энергия, теплосодержание и энтропия чистых веществ в стандартном состоянии при 298° К (25° С) соответственно обозначаются как 5°дз. [c.360]

Статистический метод позволил использовать многие из этих величин для расчета термодинамических характеристик при высоких температурах, которые необходимы для осуществления процессов нефтепереработки. Стало возможным найти термодинамические свойства идеальных газов. Экспериментальные теплоты сгорания позволили затем определять величины АЯо, связывающие термодинамические функции реакции и чистых веществ. Применением расчетных и экспериментально найденных характеристик получили свободные энергии и теплоту образования веществ в широких температурных пределах. [c.372]

Так как энергия частиц, применяемых в радиационной химии, во много раз превосходит энергию квантовых уровней валентных электронов веществ — участников химической реакции, то, в отличие от фотохимических процессов, первичный акт взаимодействия излучений большой энергии с веществом не носит избирательного характера. Этот первичный акт взаимодействия, излучений большой энергии с веществом приводит обычно к ионизации вещества и возникновению свободных радикалов. Поглощение ионизирующих излучений зависит от порядкового номера поглощающего элемента. Первичные продукты взаимодействия образуются вдоль путей ионизирующих частиц, причем ионизация возрастает к концу пути частиц и зависит от их природы и массы. В фотохимических реакциях вторичные процессы являются в большинстве случаев чисто химическими (ре- акциями радикалов). В отличие от фотохимических реакций, вещества, возникающие под действием радиации большой энергии, подвержены дальнейшему воздействию излучений. Вторич- [c.258]

Селективность двух несмешивающихся фаз можно оценить по двум критериям параметру растворимости Гильдебранда [43] и критической температуре растворения [44]. Эти свойства наряду с коэффициентами активности и полярностью молекул характеризуют межмолекулярное взаимодействие. Первый критерий определяется как корень квадратный из энергии испарения 1 см чистого вещества. Критическая температура растворения Гкр является максимальной температурой бинарной жидкой системы, при которой две несмешивающиеся жидкости могут находиться в равновесии. Критическая температура растворения и параметр растворимости связаны выражением [c.214]

Изменение внутренней энергии нлн энтальпии принято относить к тому случаю, когда все исходные вещества и все продукты реакции находятся в стандартных состояниях. Стандартным состоянием вещества при данной температуре называется его состояние в виде чистого вещества при давлении (в случае газов — при парциальном давлении данного газя), равном нормальному атмосферному давлению (101,325 кПа, или 760 мм рт.ст.). Условия, при которых все участвующие в реакции вещества находятся в стандартных состояниях, называются стандартными условиями протекания реакции. Отнесенные к стандартным условиям изменения соответствующих величин называются стандартными изменениями и их обозначения снабжаются верхним индексом А1 ° — [c.74]

Для химически чистых веществ теплота испарения представляет собой энергию, необходимую для испарения единицы массы вещества при постоянных давлении и температуре. Так как нефтяные фракции являются смесями углеводородов, то они выкипают в некотором интервале температур и в этом случае тепло затрачивается не только на испарение, но и на повышение температуры смеси. Точное определение теплоты испарения при таких условиях весьма затруднительно. Для химически чистых индивидуальных углеводородов теплота испарения известна и приводится в справочной литературе. [c.66]

Вторые члены правой части уравнения (2.64) и (2.65) тождественны, величина А пропорциональна разности энтальпии адсорбции и энергии активации поверхностной диффузии и в первом приближении хорошо аппроксимируется линейной функцией комплекса критических параметров чистого вещества [c.61]

Обобщенный технологический оператор Т является совокупностью простейших операторов, соответствующих различным типам процессов химического производства. К ним следует отнести операторы смешения, деления, изменения энтальпии, изменения давления, химического превращения. Оператор деления может быть двух типов простой делитель потоков и выделение отдельных чистых веществ (или фракций). На основании физико-химических и технологических свойств процессов при разработке технологической схемы необходимо выбрать для каждого из них соответствующий оператор Т. Поскольку основные процессы химической технологии базируются на явлениях переноса массы, энергии, кинетики реакций в условиях относительного движения фаз, определяющих гидродинамическую обстановку в аппарате, то математическое описание технологического оператора будет основываться на законах сохранения массы, энергии и импульса, законах термодинамики многофазных систем, законах тепломассопереноса и т. д. На этапе расчета технологической схемы каждому технологическому оператору необходимо сопоставить адекватный в смысле воспроизведения реальных условий оператор математического описания процесса, такой, что [c.76]

Растворы играют важную роль е живой и неживой природе, а также в науке и технике. Физиологические процессы в организмах животных и в растениях, всевозможные промышленные процессы (например, в производстве щелочей, солей), образование осадочных пород и другие в большинстве своем протекают в растворах. Повсеместность растворов объясняется, в частности, и тем, что процесс растворения самопроизволен, т. е. сопровождается убылью энергии Гиббса. Поэтому найти чистые вещества в естественных условиях или приготовить их в лаборатории чрезвычайно трудно. [c.138]

График р—Т для чистых веществ. На рис. 7 представлена зависимость давления от температуры для чистых веществ. Линии НВ, НС и/ Я называются равновесными, так как они соответствуют сочетанию давлений и температур, при которых примыкающие фазы находятся в равновесии. При равновесии можно изменить фазовое состояние системы, не изменяя давление и температуру, а лишь добавив или изъяв из системы определенное количество энергии. Точка Я называется тройной, так как она соответствует давлению и температуре, при которых вещество одновременно может находиться в трехфазном состоянии. Вдоль линии ЕН не может быть жидкой фазы и твердое тело сублимируется в пар, минуя жидкое состояние. [c.23]

Однако чистые системы трудно практически приготовить, поэтому их можно считать чистыми только теоретически. Обычно же в системе одновременно находятся как минимум два вещества и в ней при определенных условиях может быть выделено несколько фаз. Вещества, обладая определенным химическим сродством, подвергаются химическим превращениям, а фазы непрерывно обмениваются между собой энергией и веществом. Состояние неоднородной по химическому составу системы или гетерогенных систем будет зависеть уже от их состава, и внутренняя энергия таких сложных систем будет функцией как 5 и V, так и состава смеси Пх (моли) [c.144]

Уравнение (124.1) применимо к идеальному раствору любой концентрации (в пределах, допускаемых растворимостью). Если = 1, то р, = ць т. е. в (124.1) является химическим потенциалом или энергией Гиббса чистого -го компонента. Изменение химического потенциала -го вещества А[д,г при образовании идеального раствора (при переходе моля вещества из состояния чистого вещества в состояние компонента идеального раствора) будет равно [c.353]

Опыт показывает, что растворение многих веществ сопровождается не выделением, а поглощением теплоты, т. е. на разрушение кристаллической решетки затрачивается больше энергии, чем выделяется при образовании сольватов (с. 68). Главной причиной самопроизвольности процессов растворения является увеличение степени беспорядка системы при переходе от состояния чистых веществ к состоянию раствора. [c.67]

Левая часть уравнения (VI. 51) представляет собой энергию переноса вещества из раствора в чистое состояние, т. е. энергию растворения. Известно, что энергия растворения органических соединений в воде уменьшается линейно с увеличением длины углеводородного радикала. Следовательно [c.301]

Процесс образования растворов на молекулярном уровне можно представить следующим образом. Каждая группа молекул чистого вещества должна сначала перестроиться таким образом, чтобы молекулы были удалены друг от друга на расстояния, соответствующие конечной концентрации раствора. (Например, в разбавленном растворе метанола в воде молекулы метанола очень удалены друг от друга, а молекулы воды находятся почти так же близко друг к другу, как в чистой воде.) Далее системы с удаленными молекулами должны сблизиться, образовав раствор конечной плотности. Сначала индивидуальные вещества должны поглотить энергию, чтобы произошло разделение частиц однако при сближении частиц раздвинутых систем при образовании раствора энергия выделяется. Смешение частиц увеличивает статический беспорядок системы, что сопровождается увеличением энтропии. [c.191]

Для расчета теплового баланса необходимо также знание другого важного свойства нефти и нефтепродуктов — теплоты испарения. Это энергия, которую необходимо затратить для испарения единицы массы индивидуального вещества при постоянном давлении и температуре. Так как нефтяные фракции являются смесями индивидуальных углеводородов, выкипающими в определенных интервалах температур, тепло затрачивается не только на их испарение, но и на повыщение температуры смеси. Для химически чистых веществ теплоты испарения известны из справочной литературы. Для определения теплот испарения нефтепро- [c.22]

Чтобы понять, какое отношение имеет сказанное выше к энтропии, представим себе чистое вещество с идеальной кристаллической решеткой, находящееся при минимально возможной температуре-абсолютном нуле. В этом состоянии не совершается ни один из типов движения, о которьк было рассказано выше. Индивидуальные атомы и молекулы могут быть предельно хорошо (насколько это допустимо) охарактеризованы определенными положениями и энергией. Будем считать, что энтропия рассматриваемого вещества в описанном состоянии равна нулю. При повышении [c.179]

Как функция состояния, внутренняя энергия может быть выражена через независимые параметры, характеризующие состояние системы. Для простой системы (например, чистого вещества) внутренняя энергия однозначно определяется, если заданы любые два параметра системы в данном состоянии. Например, если состояние определяется независимыми параметрами Г и У, то для внутренней энергии можно записать [c.33]

Все жидкости и твердые тела ограничены внешней поверхностью, на которой они соприкасаются с фазами другого состава и структуры, например, с паром, другой жидкостью или твердым телом. Свойства вещества в этой межфазной поверхности, толщиной в несколько поперечников с1,томов или молекул, отличаются от свойств внутри объема фазы. Внутри объема чистого вещества в твердом, жидком или газообразном состоянии любая молекула окружена себе подобными молекулами. В пограничном слое молекулы находятся во взаимодействии или с разным числом молекул (например, на г])анице жидкости или твердого тела с их паром), или с молекулами различной химической природы (например, на границе двух взаимно малорастворимых жидкостей). Чем больше различие в напряженности межмолекулярных сил, действующих в каждой из фаз, тем больше потенциальная энергия межфазовой поверхности, кратко называемая поверхностной энергией. [c.292]

Для 1 моль чистого вещества 0 = [1, т. е. химический потенциал равен молярному значению энергии Гиббса. [c.118]

Таблицы содержат следующие данные для чистых веществ мольную теплоемкость (Ср), значения эмпирических коэффициентов уравнений (VI-14), энтальпию (ДЯща) и энергию Гиббса (ЛСзэв), которые рассчитываются как изменения значений этих функций при образовании 1 моль данного соединения в стандартных условиях из простых и устойчивых в этих условиях веществ, и, наконец, абсолютную энтропию в стандартных условиях 5° . Примеры таких данных для некоторых веществ приведены в табл. VI- [12]. [c.135]

Поскольку в числителе правой части записана разность химических потенциалов чистого вещества в жидком и твердом состояниях при температуре Т, равная мольной энергии Гиббса плавления растворителя, то [c.129]

Как уже известно, в термодинамике состояние системы, содержащей единственное чистое вещество, вполне однозначно определяется в общем случае тремя независимыми переменными. Например, числом молей п, энергией и и объемом V. Однако с микроскопической точки зрения такая система, скажем один моль какого-либо вещества, содержит около 10 отдельно (в известной мере) существующих индивидуальных молекул. Статистическая механика ставит задачу описания состояния каждой частицы путем указания ее координат и характера совершаемого движения. При этом считается, что движение молекул описывается законами классической механики, применяемыми в форме так называемых канонических уравнений Гамильтона [c.177]

Величину в этом выражении называют стандартной энергией Гиббса соответствующего компонента. Для чистого вещества в жидкой и твердой фазе эта величина совпадает с мольной энергией Гиббса. В газе эта величина равна мольной энергии Гиббса газа при 1 атм в предположении, что при этом давлении можно пренебречь отклонениями от законов идеальных газов. В смеси идеальных газов она равна мольной энергии Гиббса компонента при парциальном давлении его, равном 1 атм. В растворе для растворителя эта величина равна мольной энергии Гиббса растворителя. [c.216]

Очевидно, определение внутренней энергии чистых веществ значительнопроще аналогичной процедуры для смесей. Уравнение (8А.27) для изменения энтальпии при испарении принимает вид [c.123]

Разумеется, чрезвычайно редко встречаются жидкие растворы, которые хотя бы приближенно описывались уравнением (11-14) в любом поддаюш,емся оценке интервале X,-. Однако свойства всех разбавленных растворов при бесконечном разбавлении приближаются к свойствам идеальных растворов, т. е. уравнение (11-14) становится применимым, когда мольная доля растворителя Хл стремится к единице, а все остальные стремятся к нулю. В этом случае лишь [Х1=р1, а все остальные х являются произвольными постоянными, которые не имеют никакого отношения к молярным свободным энергиям чистых веществ. Вообще стандартный химический потенциал зависит от используемого растворителя. Например, р,/ имеет различные значения для J2 в зависимости от того, растворен ли он в воде или в ССЦ. [c.218]

СОСТОИТ в том, чтобы получить наибольший выход промежуточного вещества А , то в случае, когда энергия активации второй реакции больше, чем первой, оптимальным является падающий температурный профиль по длине реактора. Здесь снова при исходной смеси, состоящей из чистого вещества А , оптимальная температура на входе бесконечна, так что необходимо ограничить температуру верхним пределом Т. Нижний температурный предел в этой задаче также существен. Действительно, увеличение температуры способствует протеканию реакции с большей энергией активации А А ) за счет другой реакции (Л1 -> 2). и потому мы могли бы добиться практически полного превращения А ь А 2, проводя процесс в бесконечно длинном реакторе при бесконечно малой температуре, что, разумеется, бессмысленно. Нри > О существует оптимальная длина реактора, с превышением которой выход вещества А, уменьшается. Некоторые оптимальные профили показаны на рис. IX.6, из которого следует, что по мере увеличения длпны реактора максимальная температура Т поддерживается на все более коротком отрезке и падение температуры от Т до Т . становится все круче. Для большей ясности деталей кривые на рис. IX.6 проведены с общей абсциссой 2 = при этом точки А, В,. . Е обозначают вход в слой соответствующей длины. Точка Е отмечает вход в слой наибольшей длины, который выгодно использовать при данной минимальной температуре [c.269]

Когда чистая жидкость В находится в равновесии со своим паром, свободная энергия жидкого и парообразного вещества В должна быть одинаковой. Испарение и конденсация происходят с одинаковой скоростью. Если к жидкости добавляется небольшое количество нелет чего растворенного вещества А, свободная энергия или способность к испарению вещества В в растворе понижается, поскольку некоторая часть молекул раствора, достигающая поверхности раздела жидкости и газа, относится к веществу А, а не к В. Однако обратная тенденция, конденсация пара в жидкость, остается неизменной, потому что в паровой фазе отсутствуют молекулы типа А, которые могли бы помещать молекулам типа В конденсироваться. При постоянной температуре частота, с которой молекула жидкости достигает поверхности с достаточной кинетической энергией, чтобы перейти в паровую фазу, одинакова в чистом веществе Вив растворе, если считать, что раствор обладает идеальными свойствами (рис. 18-11). Однако предполагается, что растворенное вещество А является нелетучим. Поэтому не все молекулы, достигающие поверхности с указанной энергией, могут на самом деле покинуть жидкость. Если 1% молекул в растворе принадлежит к типу А, то давление пара В составит лишь 99% давления пара чистого вещества В. Это утверждение основано на законе Рауля [c.139]

Из того факта, что энергия метастабильного уровня E несколв-ко ниже энергии у дна зоны проводимости, ясно, что энергетический зазор Е4-з=Е — Ез меньше ширины запрещенной зоны Е2-1=Е2 — Ей Следовательно, в твердом веществе, активированной примесями и находящемся благодаря этому в метастабильном состоянии, значительная часть валентных электронов (а имен- но около 0,1%) связана с атомными остовами менее прочно, чём в чистом веществе, не содержащем активирующих примесей. А. Н. Теренин установил, что преобразование электронной энергии возбуждения путем разрыва наиболее слабой валентной связи в потенциальную энергию движения атомных ядер, т. е. в вибрационную энергию, характерно для многоатомных молекул и, добавим, тем более для твердого вещества. Он назвал это явление предиссоциацией. Таким образом, поглощение света веществом при определенных условиях сопровождается разрывом валентных связей и тем самым придает веществу повышенную химическую [c.128]

Если теперь в обратном процессе, приготовив из исходных веществ эвтектический состав, нафеть его, то состав расплавится при более низкой температуре, чем температуры исходных веществ. Возникает вопрос, откуда кристаллы знают , находятся ли они в смеси или взяты в виде чистых веществ. Это можно объяснить, например, тем, что мелкие кристаллы обладают очень развитой поверхностью. На поверхности кристаллов всегда имеют место флуктуации, когда возникают мельчайшие капли расплавленного вещества. Если кристаллы различных веществ находятся в соприкосновении друг с другом, эти мельчайшие капли сливаются и образуют расплав. Если температура равна или выше / 33. , то возникшая флуктуация не исчезает, и начинается образование расплава. Расплав из микроскопических зародышей распространяется на весь образец за счет выигрыша энергии Гиббса при смешении. [c.202]

Оба вида точечных дефектов имеют решающее значение для процесса перемещения ионов частиц в решетке они обеспечивают возможность переноса вещества при химической реакции и электрическую проводимость ион- ой решетки. Концентрация дефектов, устанавливающаяся в обратимом тепловом равновесии, однозначно определяется температурой (экспоненциально растет с температурой) соответственно при охлаждении устанавливается более низкое равновесное значение концентрации дефектов. Например, в решетке AgBr при 300 °С 0,4% всех ионов Ag+ занимают места вне узлов решетки. Причиной появления несовершенств в кристаллической решетке чистого вещества являются колебания элементов кристаллической решетки, энергия которых зависит от температуры. [c.431]

Мы уже упоминали, что свободная энергия является функцией состояния. Это означает, что стандартные свободные энергии образования веществ можно табулировать точно таким же образом, как табулируются стандартные энтальпии образования. Важно помнить, что стандартные значения этих функций относятся к определенному набору условий, или стандартных состояний (см. разд. 4.5, ч. 1). Стандартным состоянием для газообразных веществ является давление в 1 атм. Для твердых веществ стандартным является чистое кристаллическое состояние, а для жидкостей-чистая жидкость. Для веществ в растворах стандартным состоянием считается концентрация 1 моль/л для более точных исследований в такое определение приходится вводить некоторые поправки, но мы можем обойтись без них. При табудировании данных обычно выбирают температуру 25°С. Точно так же, как и для стандартных теплот образования, свободные энергии элементов в их стандартных состояниях условно полагают равными нулю. Такой условный выбор точки отсчета не оказывает влияния на величину, которой мы в действительности интересуемся, а именно на разность свободных энергий между реагентами и продуктами. Правила определения стандартных состояний сформулированы в табл. 18.1. Таблица стандартных свободных энергий образования помещена в приложении Г. [c.185]

Свойства, совокупностью которых определяется состояние системы, связаны друг с другом с изменением одного из них изменяется по крайней мере еще одно. Это взаимосвязь находит выражение в функциональной зависимости термодинамических параметров. Уравнение, связывающее термодинамические параметры системы в равновесном состоянии, называется уравнением о-сгояшХ ТШсГ уравненйе ф Р, V, Т) = О является /уравнёниём состояния чистого вещества, если отсутствуют электрическое и магнитное поля, можно пренебречь энергиями гравитационной и поверхностной, объем равномерно заполнен и во всех частях системы давление и температура постоянны. Для гомогенной смеси (раствора) появится еще одно условие — постоянство концентрации веществ по всему объему. В случае гетерогенной системы [c.16]