Система функции состояния

Взаимосвязь параметров, описывающих состояния системы, называется функцией состояния. Например объем газовой системы есть функция давления и температуры. Энергия— также функция состояния. Одним из основных свойств любой функции состояния является независимость ее измене-3 35 [c.35]

Термодинамические потенциалы U, Н, F и G — функции состояния системы, свойства системы. Функцией состояния системы, свойством системы является и степень превращения е. Поэтому все производные в уравнении (VII.55) суть функции состояния и определяют свойства системы, независимо от того, каким путем протекала химическая реакция — обратимым или необратимым. [c.173]

Внутренняя энергия системы, будучи функцией состояния, является функцией независимых переменных (параметров состояния) системы. [c.39]

Уравнение (УП1-156) показывает, что скорость обратимой реакции первого порядка можно представить как линейную функцию удаленности системы от состояния химического равновесия, выраженную с помощью разности концентраций продукта в состоянии равновесия и в текущий момент. Эта разность концентраций называется движущей силой реакции. Если величину, обратную константе скорости к, принять за сопротивдение прохождению реакции, то скорость реакции, определяемая уравнением (УП1-156), равна частному от деления движущей силы на сопротивление. По мере протекания реакции концентрация продукта в системе возрастает, а движущая сила понижается. Когда система достигнет состояния химического равновесия, движущая сила и скорость реакции будут равны нулю. [c.242]

Система, функция состояния которой является собственной функцией оператора некоторой динамической переменной, находится, как говорят, < собственном состоянии этой переменной. Мы особенно интересуемся собственными состояниями энергии. [c.122]

Аналогичным свойством обладают так называемые функции состояния, к которым относится ряд величин, зависящих от параметров системы. Функция состояния тоже не зависит от способа достижения определенного состояния системы. [c.56]

С развитием в XIX—XX вв. термодинамики — науки о взаимопревращениях теплоты и энергии — стало возможно количественно рассчитывать превращение энергии в биохимических реакциях и предсказывать нх направление. Термодинамический метод основан на ряде строгих понятий система , состояние системы , внутренняя энергия системы , функция состояния системы . [c.11]

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]

Характеристические функции Е, Н, Е, G—функции состояния системы, свойства системы. Функцией состояния системы, свойством системы является и степень протекания реакции . Поэто- [c.292]

И так как д , у,. .. — параметры, то -ф(л , у,. ..) — признак системы, функция состояния. [c.65]

Термодинамика не дает никаких сведений о времени, необходимом для достижения равновесия это уже неоднократно подчеркивалось выше. Термодинамика лишь сопоставляет исходное и конечное состояние реагирующей системы, характеризуя их такими функциями состояния, как Т, Р, V, Е, Я, 5 и С. Изменения этих величин не зависят от того, протекает реакция за наносекунду (10 с) или за эон (10 лет), а также от того, осуществляется реакция в одну стадию или в тысячу стадий, при условии что исходное и конечное состояния системы в каждом случае одни и те же. В отличие от этого кинетика занимается изучением скорости протекания реакций. Камень, скатывающийся по склону горы, останавливается и остается сколь угодное время неподвижным, если он встречает на своем пути барьер, высота которого может составлять даже небольшую часть высоты самой горы. Если этот камень будет случайно потревожен прохожим, вероятность того, что за определенный промежуток времени он перескочит через препятствие и продолжит скатываться с горы, зависит среди прочих факторов и от высоты барьера. Задачей химической кинетики является исследование барьеров химических реакций и установление их роли в замедлении реакций, а также путей преодоления барьеров при надлежащих химических условиях или их обхода при помощи катализаторов. [c.393]

Рис. 15-4. Функции состояния. Функции состояния речной воды (или любой другой термодинамической системы) принимают значения, зависящие только от состояния воды в настоящий момент, а не от ее предыстории. Наблюдатели в городах А и Б не могут заключить, основываясь на измерениях свойств воды

Например, если изменить объем газа от 1/ до Уд, изменение А У не будет зависеть от любых промежуточных изменений объема. Это означает, что объем системы можно сначала изменить до Уз, У4 и т. д., но если окончательный объем равен Уг, то V=V2-— V. Таким образом, пользуясь функциями состояния, учитывают лишь исходные и конечные значения, которые они принимают в результате изменения состояния системы. [c.36]

Энтальпия является также функцией состояния системы и ее изменение определяется исходными и конечными параметрами процесса. [c.37]

Энтропия системы есть функция состояния системы ее изменение равно сумме приведенных теплот, поглощенных системой в равновесном процессе. Энтропия является однозначной, непрерывной и конечной функцией состояния. [c.88]

Под функцией состояния понимается функция, для которой можно вычислить изменение в любом процессе, зная только исходное и конечное состояния системы и не прибегая к сведениям о том, каким конкретным образом осуществлялся процесс. Короче говоря, функция состояния зависит только от состояния системы, но не от ее предыстории. Ни теплота q, ни работа сами по себе не являются функциями состояния, но первый закон термодинамики утверждает, что разность между введенной в систему теплотой и выполненной системой работой является функцией состояния. Если исходное состояние обозначить индексом 1, а конечное состояние-индексом 2, то первый закон можно записать при помощи следующего математического равенства [c.35]

Таким образом, из выражения (И,52) видно, что алгебраическая сумма переходит в интеграл, взятый по замкнутому контуру. Поскольку этот интеграл от некоторой функции равняется нулю, то подынтегральное выражение представляет собой полный дифференциал этой функции, а сама функция — функцию состояния системы. Эта функция получила название энтропия . Следовательно, для всех обратимых процессов можно записать [c.74]

Характеристические функции Е, Н, Е, О — функции состояния системы, свойства системы. Функцией состояния системы, свойством системы является и степень протекания реакции Поэтому все производные в уравнении (XII, 15) — функции состояния системы, свойства системы независимо от того, протекала ли химическая реакция квазистатическим или нестатическим путем. [c.299]

Значит, энтальпия есть тепловая функция состояния тела или какой-либо системы (функции Гиббса). [c.70]

Термодинамические функции и, s, к, f и g являются функциями состояния. Значение этих функций зависит от состояния системы их изменение в каком-либо процессе зависит только от начального и конечного состояния системы, но не зависит от пути перехода, что очень важно для термодинамических и термохимических расчетов. [c.128]

Таким образом, хотя и возможно иметь частицы в состояниях, в которых одновременно точно известны и величина углового момента (скалярная) и компонента в каком-либо одном направлении, мы не можем одновременно знать точно величину и компоненты в двух направлениях. Это согласуется с принципом неопределенности, так как если бы мы знали полный угловой момент и две из его компонент, то могли бы найти третью компоненту по формуле (А-6). Это привело бы нас к полному определению положения оси вращения, направляющие косинусы которой равны уМ /УИ, /VI,/М, РА,1М. Но если известна ось вращения, компонента импульса частицы, параллельная этой оси, должна обратиться в нуль, т. е. будет точно известна величина компоненты импульса, параллельная оси. С другой стороны, неопределенность в положении частицы в этом направлении будет в общем случае лишь конечной. Это, однако, противоречит принципу неопределенности, согласно которому произведение неопределенности компоненты импульса в любом направлении и неопределенности в положении частицы в этом направлении никогда не может обратиться в нуль для системы, функция состояния которой известна. [c.189]

Изохорно-изотермический и изобарно-изотермический потен циалы принадлежат к классу функций состояния системы, нося щих название термодинамических потенциалов. Это—величины которые имеют размерность энергии и стремятся к минимуму если процессы в системе протекают в определенных условиях Термодинамические потенциалы являются в этих условиях кри териями направления процесса минимальные значения их при тех же условиях отвечают равновесию системы и являются условиями равновесия. [c.122]

Функции состояния играют важную роль в химии именно потому, что они не зависят от истории химической системы. Энергия является функцией состояния. Этим же свойством обладают давление, температура, объем и все другие величины, которые мы обычно считаем свойствами веществ. Само слово свойство подразумевает нечто присущее веществу независимо от всяких обстоятельств, за исключением его рассматриваемого состояния. Мы никогда не говорим, что вещество имеет работу, и не должны говорить, что вещество обладает теплотой. Если исходное состояние системы обозначить символом 1, а ее конечное состояние-символом 2, то, представив уравнение (15-1) в виде [c.18]

Таким образом, сумма приведенных теплот (интеграл элементарных приведенных теплот) при переходе системы равновесным путем из состояния (1)в состояние (2) не зависит от пути процесса, а только от начального (1) и конечного (2) состояний. Следовательно, интеграл элементарных приведенных теплот в равновесном процессе равен приросту некоторой функции состояния систе-м ы [c.88]

К важнейшим величинам, характеризующим хи> мические системы, относятся внутренняя энергия [У, энтальпия Н, энтропия 5 и энергия Гиббса (изобар-но-изотермический потенциал) О. Все эти величины представляют собой функции состояния, т. е. зависят только от состояния системы, но не от способа, которым это состояние достигнуто. [c.73]

Полученное выражение не означает, что в результате неравновесного кругового процесса изменяется энтропия системы. Энтропия системы как функция состояния принимает первоначальное значение, и ее изменение равно нулю. Сумма же приведенных теплот, полученных системой, меньше нуля, следовательно окружающая среда в результате цикла получает от системы некоторое количество приведенной теплоты. Если цикл прямой, то, следовательно, холодильник получает больше теплоты, чем в равновесном цикле для той же величины Qi, и часть теплоты необратимо переходит от нагревателя к холодильнику. [c.89]

Выражения, стоящие в скобках, являются функциями состояния системы. Введя в уравнение (IV, 2а) обозначение [c.115]

Поскольку внутренняя энергия системы есть функция ее состояния, то, как уже было сказано, прирост Рис. I. 1. Схема кругопаго внутренней энергии при (циклического) процесса. бесконечно малых изменениях параметров состояний системы есть полный дифференциал функции состояния. Разбивая интеграл в уравнении (I, 2) на два интеграла по участкам пути от состояния [c.32]

Согласно закону сохранения энергии, АУ зависит только от начальною и конечного состояний системы, но не зависит от способа осуществления процесса (реакции). Напротив, (ЗиЛ при разных способах осуществления процесса будут различаться функцией состояния является только разность этих величин, но не каждая из них в отдельности. Функции и, () н А обычно выражают в джоулях или в килоджоулях. [c.73]

Таким образом, величина 1 является полным дифференциалом некоторой функции состояния системы, и при возвращении си- [c.30]

В отличие от этого суммарный выход Ф или Ф выражает количество продукта, образующегося к концу реакции (и может быть представлен интегралом или суммой всех мгновенных выходов). В этом случае выход не является функцией состояния он зависит от тех изменений концентрации и температуры, которые претерпевает система. Если эти переменные изменяются скачкообразно, как в случае реактора смешения, то суммарный выход не будет совпадать с выходом процесса, в котором переменные меняются непрерывно. [c.122]

Очевидно, что это сделать нельзя. В самом деле, какие физические измерения осуществимы над данной термодинамической системой (рекой) Можно измерять температуру воды, ее плотность, вязкость, молярный объем, электропроводность, изотопное отношение 0/ 0, температуры плавления и кипения, химическую чистоту и множество других свойств. Все эти свойства являются функциями состояния. Температура воды зависит только от ее сиюминутного состояния и не зависит от ее предыстории. (Конечно, температура может зависеть от того, что происходило в прошлом, но для измерения температуры совершенно нет необходимости знать предысторию системы.) Изменение температуры воды между городами А и Б можно установить, измеряя температуру воды в реке в этих двух городах [c.17]

Так как величина G есть функция состояния системы, то ДС ае зависит от пути процесса. Поэтому изобарный потенциал для реакции, совершающейся в несколько стадий (1, 2, 3...), равен сумме величин ДО для каждой стадии, и если одно из значений ДО, входящих в сумму, неизвестно, то оно может быть рассчитано. Для такого расчета, аналогичного расчетам теплот реакций по закону Гесса, необходимо, чтобы конечные продукты одной реакции (первая стадия суммарной реакции) находились в том же состоянии, в каком они являются исходными веществами другой реакции (вторая стадия). Это как раз и достигается использованием стандартных изобарных потенциалов реакции ДО . При вычислении этих потенциалов принимают, [c.298]

Первый закон термодинамики. Термодинамические системы незамкнутая, замкнутая и изолированная. Взаимопревращение теплоты, работы и энергии. Работа типа РИ Сохранение энергии. Функции состояния. Внутренняя энергия Е. [c.5]

Так как в общем случае интеграл не равен сумме, то выход в реакторе периодического действия и вытеснения не равен выходу, получаемому в реакторе смешения. Однако работу различных типов реакторов можно оценивать, пользуясь понятием мгновенного выхода ф. Как было показано ранее, суммарный выход зависит от характера изменения концентрации (и температуры), тогда как мгновенный выход есть функция состояния (т. е. свойств) системы, в которой протекает реакция, и он одинаков для любых заданных значений концентрации и температуры. [c.123]

Функции состояния играют в термодинамике очень важную роль, особенно для химии. Функция состояния представляет собой такое свойство системы, численная характеристика которого полностью определяется состоянием системы в данный момент времени и не зависит от предыстории системы. [c.15]

Принцип Каратеодори очень близок к утверждению, что существует функция состояния системы, остающаяся постоянной при р. эвновесном адиабатном изменении системы. Одной из форм постулата—второго закона термодинамики—может быть постулативное утверждение о существовании функции состояния—энтропии, изменения которой связаны с равновесным теплообменом. [c.110]

Данное рассуждение обосновывает 01И) тным путем наличие определенной функции состояния системы, имеющей смысл суммарной меры всех движений, которыми система oблaдaeт Предположим, что циклический процесс удалось провести так, что после того как система вернулась к исходному состоянию, внутренняя энергия системы не приняла начального значения, а увеличилась. В этом случае повторение круговых процессов вызвало бы накопление энергии в системе. Создалась бы возможность превращения этой энергии в работу и получения таким путем работы не за счет теплоты, а из ничего , так как в круговом процессе работа и теплота эквивалентны друг другу, что показано прямыми опытами. [c.31]

Поскольку все функции, стоящие в правой части равенства (15-4), являются функциями состояния, энтальпия также - функция состояния. Изменение энтальпии системы зависит от ее энтальпии до и после процесса, но совершенно не зависит от пути, по которому система перешла из исходного состояния в конечное таким образом, [c.20]

Все три описанные выше реакции протекают, несмотря на необходимость поглощения при этом теплоты, потому, что их продукты обладают большей внутренней неупорядоченностью, чем исходные реагенты. Пары воды характеризуются большей неупорядоченностью и, следовательно, имеют большую энтропию, чем жидкая вода. Гидратированные ионы NH4 и I имеют большую энтропию, чем кристаллический NH4 I. Газообразные NO2 и О2 обладают большей неупорядоченностью и имеют большую энтропию, чем твердый N2O5. Химическая система стремится не только к состоянию с минимальной энергией или энтальпией, но также к состоянию с максимальной неупорядоченностью (вероятностью, или энтропией). На этом основании следует ввести новую функцию состояния, называемую свободной энерг ией, G. [c.68]

Выше (стр. 33) говорилось, что работа (и теплота) не является функцией состолния системы и зависит от пути процесса, хотя бы и равновесного. Пользуясь циклом Карно, можно иллюстрировать это положение. Действительно, при переходе системы из состояния, характеризуемого точкой А (рис. I, 4, стр. 43), в состояние, характеризуемое точкой С, работа по пути AB не равна работе по пути AD . Их разность равна площади цикла. Очевидно, не равны и теплоты Qx и Q , получаемые системой, при изменениях ее состояния, происходящих по путям AB и AD . [c.46]

Энтропию системы при неравновесном процессе можно определить, пользуясь тем, что >нтропия является функцией состояния. Фиксируя это состояние в любой момент в течение неравновесного процесса, мо/кно в принци/1е определить энтропию системы, приводя систему равновесным путем к данному состоянию от состояния с известной энтропией и подсчитывая на этом пути приведенные теплоты, отданные системе окружающей средой. [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология