Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Шателье термодинамики

    В исследовании термодинамики химических превращений в конце XIX в. большую роль сыграли работы голландского физикохимика Я. X. Вант-Гоффа. Мысленно проведя газовую реакцию в равновесных условиях, т. е. сжимая и расширяя газы с совершением максимальной работы в так называемом ящике Вант-Гоффа , он вывел знаменитое уравнение изотермы химической реакции, которым связал максимальную работу, т. е. изменение энергии Гиббса в реакции, с известной из закона действия масс константой химической реакции. Так закон действия масс получил свое термодинамическое обоснование. Вант-Гофф вывел также зависимость константы реакции от температуры, получившую название уравнения изобары химической реакции. Он показал, что знак и крутизна этой зависимости определяются знаком теплового эффекта реакции, чем термодинамически обосновал принцип смещения равновесия Ле-Шателье-Брауна (1884). [c.317]


    В 1899 г. труды Гиббса были переведены на французский язык Анри Луи Ле Шателье (1850—1936). Физико-химик Ле Шателье в настоящее время наиболее известен как автор правила (1888 г.), получившего название принципа Ле Шателье. Согласно этому правилу, любое изменение одного из условий равновесия вызывает смещение системы в таком направлении, которое уменьшает первоначальное изменение. Другими словами, если система, находящаяся в состоянии равновесия, подвергается воздействию повышенного давления, то она перестраивается таким образом, чтобы занимаемое ею пространство было как можно меньше, так как давление при этом понизится. Подъем температуры вызывает такие изменения, которые сопровождаются поглощением тепла и, таким образом, понижением температуры и т, д. Как оказалось, химическая термодинамика Гиббса четко объясняла принцип Ле Шателье, [c.116]

    Процедурные знания — это сведения о совокупности конкретных процедур, этапов или шагов поиска целесообразных решений в новой ситуации, представленных либо на ЕЯ, либо на некотором формализованном языке (ФЯ). К процедурным знаниям в области химической технологии относятся, например, закон действия масс принцип Ле Шателье законы равновесия составов фаз гетерогенных систем законы сохранения массы, энергии, импульса и момента количества движения закон Гесса законы (начала) термодинамики физико-химические и технологические принципы наилучшего использования движущей силы ХТП, наиболее полного использования сырья и энергии в ХТС, наилучшего использования оборудования ХТС и др. алгоритмы расчета состава смесей веществ, расчета массы и объемов веществ, мольной теплоты образования соединений при химических реакциях системы уравнений математических моделей ХТП и ХТС алгоритмы анализа и оптимизации ХТП и ХТС тексты технологических регламентов и др. [c.32]

    К 70-м годам XIX в. экспериментально и теоретически была подготовлена почва для создания и обоснования принципа подвижного равновесия. Заслуга в этом принадлежит В. Гиббсу, Я. Вант-Гоффу и А. Ле Шателье. Великая проблема химического равновесия привлекла мое внимание,—вспоминал Я. Вант-Гофф.—Равновесные химические процессы приобрели огромное значение для химии, во-первых, благодаря их общности, во-вторых, благодаря простоте применения к этим явлениям плодотворных и строгих принципов термодинамики. Тут, следовательно, является область, где данные физики, химии и математики могут дополнять друг друга, как нигде в другом месте . [c.333]


    Принцип Ле Шателье—Брауна, являющийся следствием второго закона термодинамики, определяющего направление процессов в различных системах, относится не только к химическим реакциям, но и к другим равновесным явлениям, в частности к фазовым равновесиям. [c.195]

    Кроме того, доказано, что стационарные состояния являются устойчивыми по отношению к возмущениям. Этот результат можно рассматривать как обобщение принципа Ле Шателье — Брауна, известного в равновесной термодинамике. [c.154]

    Выше указывалось, что возможность изменения состояния равновесия имеет важное значение для инженера-практика. Изложение условий состояния равновесия было дано без сведений о том, какие интенсивные характерные для равновесия величины состояния следует изменять, чтобы передвинуть равновесие. Кроме того, важно знать, в какую сторону сдвинется равновесие, если какую-либо величину состояния равновесной системы изменить определенным образом. Ответ на этот вопрос дает принцип Ле Шателье — Брауна, известный из термодинамики Если в термодинамической системе, находящейся в состоянии стабильного равновесия, изменить какую-либо интенсивную величину состояния, то равновесие при этом передвинется таким образом, чтобы изменение соответствующих сопряженных экстенсивных величин состояния было по возможности наименьшим . Вывод этого правила можно найти в учебниках по термодинамике, и мы ограничимся только описанием конкретных случаев. С нашей точки-зрения, большую роль играют интенсивные переменные состояния — такие как температура, давление и химический потенциал. Рассмотрим, какое передвижение равновесия числа пробегов реакции будет происходить при изменении этих величин, т. е. какой знак будет перед частными производными [c.140]

    Принцип Ле Шателье—Брауна наглядно показывает, что индуцированное изменение параметра аР разгружает непосредственно влияемый параметр Ху. Хотя принцип в приведенной выше формулировке строго справедлив, для термодинамики он не получил большого значения. Однако он оказался плодотворным для теории необратимых процессов. [c.218]

    Если система, находящаяся в равновесии, подвергается ка-кому-либо внешнему воздействию (подвод или отвод теплоты, введение или отбор того или иного вещества, сжатие, расширение и т. д.), то направление изменения, которое произойдет в этой системе, легко устанавливается принципом смещения равновесия (принципом Ле-Шателье), согласно которому при воздействии внешних сил, вызывающих нарушение равновесия, система переходит в такое состояние, в котором эффект внешнего воздействия ослабляется. Этот принцип является следствием второго начала термодинамики. [c.88]

    Принцип Ле Шателье—Брауна только указывает направление смещения равновесия, но не дает возможности провести количественные расчеты. Соотношения, позволяющие проводить расчеты, можно получить, используя термодинамические методы. В термодинамике показывается, что при стремлении термодинамической системы к равновесию при постоянных давлении и температуре изобарноизотермический потенциал 2 = Я— ТЗ стремится к минимальному при данных условиях значению. В выражении для I величина Я — энтальпия системы, 5 — ее энтропия, Т — абсолютная температура. [c.88]

    Температура однозначно ускоряет как процесс набухания полимера, так и его полное растворение. А влияние температуры на степень набухания а полностью определяется принципом Ле Шателье — Брауна в соответствии со вторым законом термодинамики. В случае экзотермичности процесса степень набухания уменьшается с повышением температуры, а в случае эндотермичности — наоборот. Поэтому растворение каучуков протекает легче при повышенной температуре. [c.298]

    Таким образом, уравнение (303) определяет зависимость равновесия от давления. Если давление увеличивается, то дробь, в которую входят мольные доли газов, должна уменьшаться, чтобы осталась постоянной. Поэтому знаменатель в дроби должен увеличиться, т. е. равновесие сместится в сторону образования водяного пара. Это можно пояснить еще следующим образом при повышении давления равновесие смещается таким образом, чтобы реагирующая система заняла меньший объем, а давление снизилось. Иначе говоря, система стремится скомпенсировать внешнее воздействие (в данном случае давление). Из такого поведения системы следует правило Ле Шателье — Брауна, представляющее собой одну из первых качественных формулировок, предшествовавших второму закону термодинамики. [c.256]

    Принцип Гиббса — Ле Шателье. Вопрос о направленности течения процесса при внешнем воздействии на систему является одним из наиболее кардинальных в химической термодинамике, так как на его основе в конечном итоге решается проблема выбора наиболее целесообразного пути проведения того или иного процесса. [c.225]

    Все биохимические реакции, катализируемые ферментами, не выходят за пределы классических законов термодинамики, и к ним (как и к чисто химическим системам) приложим принцип ле Шателье — равновесная точка системы смещается в направлении уменьшения эффекта произведенного воздействия Очевидно, что "метаболическое разнообразие" определяется не столько механизмами реакций, а сколько ферментным набором в клетках различ- ных организмов и подходящими условиями для их проявления, то есть первичными здесь являются ферменты, а вторичными — катализируемые ими реакции [c.270]


    Результат реакции определяется термодинамической устойчивостью реагентов и продуктов реакции, а скорость реакции — кинетическими факторами. Если в ходе реакции устанавливается равновесие между реагентами и продуктами, то в равновесной смеси преобладают те соединения, которые термодинамически наиболее устойчивы (т. е. те, которые имеют наиболее прочные связи и молекулы которых образуют наименее упорядоченную систему). Впрочем, иногда можно осуществить и невыгодную с точки зрения термодинамики реакцию, для которой реагенты термодинамически стабильнее продуктов. Такие реакции, конечно, не проводят лишь до достижения равновесия (при этом был бы низкий выход продуктов) а, напротив, все время нарушают равновесие, непрерывно удаляя продукты из реакционной смеси. При этом новые порции реагентов вступают в реакцию с образованием продуктов. Другой способ увеличения выхода заключается в том, что при экзотермических реакциях смесь охлаждают, отбирая выделившееся тепло, а при эндотермических реакциях смесь, напротив, нагревают. Аналогично если для реакций в газовой фазе давление понижается в результате уменьшения суммарного числа молекул продуктов (предполагается, что реакция протекает в закрытом сосуде, например е металлическом автоклаве), то увеличение давления приведет к сдвигу равновесия в сторону продуктов (принцип Ле Шателье). Примером такой реакции может служить присоединение водорода к этилену с образованием этана  [c.101]

    Смещение равновесия в системах. Ранее было сформулировано правило смещения равновесия Ле Шателье, оно справедливо в отношении всех равновесных систем. Из основного уравнения термодинамики —ЯТ пКс = — [c.66]

    Проблема реакции системы на спонтанные флуктуации тесно связана с известным принципом Ле Шателье — Брауна в классической термодинамике (или принципом демпфирования ). Этот принцип гласит [143]  [c.10]

    Сравним более подробно условия (6.7) с альтернативным определением устойчивости, основанным на неравенстве (6.5) и обобщении классического принципа Ле Шателье — Брауна в равновесной термодинамике. [c.71]

    B равновесной термодинамике такие неравенства хорошо известны они соответствуют так называемому принципу Ле Шателье — Брауна. Этот принцип можно сформулировать следующим образом В любой системе, находящейся в химическом равновесии, при изменении одного из факторов, управляющих этим равновесием, возникают компенсирующие процессы, стремящиеся ослабить действие указанного изменения . [c.72]

    Изменение потенциала имеет знак минус, так как в условиях равновесия оно стремится препятствовать дальнейшему изменению потенциала. В термодинамике это утверждение соответствует принципу Ла-Шателье [8] Всякая система, находившаяся в состоянии химического равновесия, претерпевает в результате изменения одного из факторов, определяющих равновесие, такое изменение, которое, происходя само по себе, вызвало бы изменение рассматриваемого фактора в противоположном направлении . [c.141]

    При отсутствии экспериментальных данных (концентрации) илв расчетных величин АЪ) для определения константы равновесия, направление процесса может быть указано с помощью общего принципа термодинамики, принципа Ле-Шателье, который гласит Если система находится в состоянии равновесия, то при действии на нее сил, вызывающих нарушение равновесия, система переходит 1 3  [c.195]

    Во второй половине XIX столетия голландские ученые К. Гульдберг и П. Вааге и русский физико-химик Н. Н. Бекетов сформулировали закон депствущих масс. В это же время П. Дю-гем выводит уравнение для расчета термодинамических свойств растворов (уравнение Гиббса—Дюгема). М. Планк (1887 г.) разделяет процессы на обратимые и необратимые, В. Нернст (1906 г.) формулирует тепловую теорему, а М. Планк в 1912 г. — третий закон термодинамики. Значительное влияние на развитие термодинамики химических процессов оказали работы Я. Вант-Гоффа (понятие о химическом сродстве, изобаре и изотерме), Рауля Ф., А. Л. Брауна и А. Ле-Шателье. [c.14]

    Принципы термодинамики позволяют установить количественное соотношение между изменением растворимости веш,ества с температурой температурным коэффициентом растворимости данного вещества) и его теплотой растворения, т. е. теплотой, выделяющейся при переходе вещества в раствор. Если теплота растворения твердого вещества положительна (т. е. если при растворении тепло выделяется), то растворимость такого твердого вещества уменьшается с повышением температуры, и наоборот, если теплота растворения отрицательна, растворимость с повышением температуры увеличивается. Это правило является следствием принципа Ле Шателье. Если система, состоящая из растворяемого вещества и раствора, находится в равновесии при определенной температуре и после этого температуру ее повышают. [c.276]

    Ле Шателье поставил задачу определения константы равновесия без проведения предварительного эксперимента. Однако решить такую задачу в рамках первого и второго законов термодинамики невозможно. Если эта задача вообще решаема, то должен существовать метод определения энтропии без осуществления равновесия. [c.48]

    Анри Ле Шателье (1850—1936), профессор в Париже, один из выдающихся химиков нового периода, внес значительный вклад в химию цементов, процессов горения и в изучение многих реакций между газами. Ле Шателье одним из первых применил термодинамику к химии и металлургии. Им написаны Лекции об углероде (1908 2-е изд., 1926) и Кремнезем и силикаты (1914) [c.403]

    Вторым характерным предметом изучения современной термодинамики являются фазовые равновесия и фазовые превращения. С развитием этой обла сти связаны имена Розебома, Оствальда, Дюгема, Ле Шателье, Таммана выдающееся место занимают здесь исследования Н. С. Курнакова и его сотрудников. [c.8]

    Вполне очевидно, что такая формулировка, по существу, охватывает принцип стабильности. В простейших случаях принцип Ле Шателье просто эквивалентен условиям стабильности. В таком контексте принцип Ле Шателье практически дублирует принцип наименьшего принуждения, сформулированный еще в работах Да-ламбера и Гаусса. Однако ограниченность данной формулировки С Позиций химической термодинамики может в ряде случаев привести к совершенно неправильным заключениям. [c.225]

    В середине 1880-х годов были опубли кованы и другие основополагающие работы по. химической термодинамике. Р Лг Шателье сформулировал свой знаменитый принцип подвижного равновесия [7], вооружив химиков методами сознательного управления смещением равновесия в сторону образования целевых продуктов. В середине 1880-х годов стала известной в Европе работа Дж. Гиббса О равновесии гетерогенных веществ , опубликованная в 1876—1878 гг. в США [8] т содержащая (ставшее также знаменитым) правило фаз н новые аналитический и геометрический методы исследавання и описания условий равновесия через термодинамические потенциалы. В этой работе Дж. Гиббса были заложены основы термодинамической теории поверхностных явлений, получившей развитие в 1930—1940 гг. в учениях о сорбционных явлениях и о катализе. [c.113]

    Во второй половине XIX в. новая наука, название которой впервые дал Ломоносов — физическая химия, — стала бурно развиваться, благодаря трудам блестящей плеяды химиков (Бекетов, Оствальд, Вант-Гофф, Менделеев, Аррениус, Коновалов, Габер, Ле Шателье, Рауль, Фарадей, Сен-Клер Девиль, Гульд-берг, Вааге и многие другие). Особенно большую роль в этом развитии сыграло успешное применение термодинамики [c.5]

    Основополагающий вклад в Т. х. внесен такж Г. И. Гессом (основной закон термохимии, 1840), Г. Гельмгольцем (применение второго начала термодинамики к хим. р-циям, 1882), Я. Вант-Гоффом (термодинамика хим. р-ций н растворов, 1883—90), А. Ле Шателье (принцип смещения равновесия, 1883—88), В. Нернстом (третье начало термодинамики, 1906), Г. Льюисом (метод термодинамич. активностей, 1907), И. Пригожиным (неравновесная термодинамика систем с хим. р-циями). [c.567]

    Качественная сторона вытекающих из химической термодинамики закономерностей сформулирована Ле-Шателье, исходя из обобщения известных эмпирических данных. Закономерности эти получили название принципа Ле-Шателье и формулируются следующим образом если на систему, находяи уюся в равновесии, воздействовать извне, изменяя условия, определяющие равновесие, то последнее смещается в направлении развития процессов, ослабляющих эффект внешнего воздействия. [c.18]

    Первая попытка рассмотреть тепловую работу шахтной печи, как противоточното теплообменного аппарата, принадлежит Ле-Шателье [240]. Основываясь на первом и втором законах термодинамики и учитывая рассеивание энергии, он пришел к зависимостям, характеризующим предельные условия внизу и вверху шахты  [c.391]

    Большое значение для решения актуальных задач Х.т. имели теоретич. и эксперим. исследования в области хим. термодинамики. Большинство из них имело четкую технол. направленность. Начало новой эры технологии положили труды А. Ле Шателье, В. Нернста и Ф. Габера, посвященные синтезу аммиака из азота и водорода. Создание в 1913 К. Бошем пром. установки синтеза аммиака под давлением знаменовало собой революцию в развитии хим. пром-сти. [c.238]

    Вариационный принцип всегда финалистичен. Так, согласно принципу наименьшего действия Гамильтона, вариация действия равна нулю, действие минимально. Цель механической системы состоит в ее наименьшем действии . Но, как показывает классическая механика, принцип Гамильтона эквивалентен уравнениям движения Лагранжа, в свою очередь следующих из второго закона Ньютона. Этот закон каузален, он описывает ускоренное движение как результат действия сил. Другие примеры финали-стически формулируемых законов физики принцип Ферма в оптике, принцип Ле Шателье в термодинамике, правило Ленца в электродинамике. Вариационный финализм сводится к каузальности. Число таких примеров неограниченно. [c.16]

    Финалистическое выражение (1,4) сводится к каузальным уравнениям (1,7), описывающим движение как результат действия сил. Другие примеры финалистически формулируемых законов физики принцип Ферма в оптике, принцип Ле Шателье в термодинамике, правило Ленца в электродинамике. Число таких примеров в сущности неограниченно. [c.20]

    Нагл51дными примерами приложения равновесной термодинамики к процессам поведения живых существ является эффективное использование принципа Ле Шателье-Брауна. Этот общеизвестный принцип, применимый к квазизакрьггым биосистемам любой природы и иерархичности, называют принципом наименьшего принуждения и в упрощенном варианте часто формулируют следующим образом поведенческие реакции закрытой (квазизакрьггой) системы направлены на компенсацию внешнего возмущения. [c.20]

    Пусть имеются две жидкости, причем так называемая ди-ференциальная теплота растворения (см. стр. 45) первой жидкости в насыщ,енном растворе ее во второй эндотермична, т. е. при растворении одного моля первой жидкости в бесконечно большом количестве почти насыщенного ее раствора во второй жидкости, поглощается некоторое количество тепла. Тогда на основании принципа Ле Шателье (т. е. по второму началу термодинамики) можно утверждать, что растворимость будет возрастать с повышением температуры. [c.71]

    Приводим одну из формулировок этого принципа Если система находится в состоянии равновесия, то при действии на нее сил, вызывающих нарушение равновесия, система переходит в такое состояние, в котором эффект внешнего воздействия ослабляется (М. X. Карапетьянц, Химическая термодинамика, 2-е изд.. М., Госхимиздат, 1953, стр. 122). Подробный критический анализ принципа Ле-Шателье — Брауна дан в статье Л. с1е Н е е г, Л. СЬет. Еёис., 34, № 7, р. 375, 1957. — Прим. перев. [c.69]

    Естественны давние стремления ученых получить дешевое сырье для азотной промышленности. Начиная с XVIII в., предпринималось множество попыток синтезировать аммиак из азота и водорода. Смесь газов нагревали при разной температуре, подвергали высокому давлению, но практически получить аммиак не удавалось. В конце прошлого века Рамзай и Юнг заметили, что при пропускании над железом нри 800° аммиак не полностью разлагается на азот и водород. Попытка провести реакцию в обратном направлении — синтезировать аммиак из этих элементов — не увенчалась успехом. Однако французскому ученому Ле-Шателье на основе законов термодинамики удалось сформулировать условия синтеза аммиака. Он установил, что при повышении температуры равновесие реакции [c.112]

    Конец XIX в. и начало XX в. являются эпохой бурного развития физической химии. В этот период были установлены и экспериментально исследованы закономерности протекания химических реакций, а также основные принципы химической термодинамики. Ле-Шателье в 1901 г. впервые сформулировал условия, при которых возможен синтез аммиака. Исходя из принципа, лазв анного впоследствии его именем, Ле-Шателье установил, что аммиак должен образовываться при высоких давлениях, так как его объем меньше объема исходной азотоводородной смеси. Принимая во внимание увеличение скорости реакции при повышении температуры (эта зависимость имеет характер показательной функции), Ле-Шателье подтвердил необходимость применения при синтезе аммиака высоких температур. Патент, в основу которого были положены работы Ле-Шателье, рекомендовал применение давления до 100 ат и использование для инициирования реакции электрической искры или металлов (губчатая платина и железо). Экспериментало-ная проверка исследований Ле-Шателье не удалась, так как аппаратура была уничтожена взрывом, вызванным прониканием в азотоводородиую смесь воздуха из компрессора. [c.454]


Смотреть страницы где упоминается термин Шателье термодинамики: [c.217]    [c.343]    [c.122]    [c.567]   
Учебник физической химии (1952) -- [ c.92 ]




ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Шателье



© 2024 chem21.info Реклама на сайте