Закон термодинамический первый

Формулировки второго закона термодинамики. Второй закон (начало, принцип) термодинамики, как и первый, был установлен как постулат, обоснованный опытным материалом, накопленным человечеством доказательством второго закона служит то, что свойства термодинамических систем не находятся в противоречии ни с ним самим, ни с каким-либо из следствий, строго вытекающих из него. Второй закон был изложен в работах Клаузиуса (1850) и В. Томсона (Кельвин) (1851). Можно дать разные формулировки второго закона, ио существу равноценные. [c.212]

Уравнения (I, 47), (I, 48) и (I, 49), так же как и уравнения (I, 43) и (I, 46), являются термодинамическими уравнениями, так как они вытекают из первого закона термодинамики. Одновременно они являются следствием уравнения состояния идеального газа и поэтому приложимы лишь к идеальным газам и не являются общими термодинамическими уравнениями, справедливыми для любых систем. [c.54]

Как уже упоминалось, сущность термодинамического метода исследования состоит в использовании законов термодинамики, являющихся постулатами, установленными в результате обобщения большого числа опытных фактов. Одним из таких постулатов является первый закон термодинамики. Первый закон термодинамики является выражением в настоящее время всем хорошо известного закона сохранения и превращения энергии в применении к термодинамическим процессам. Остановимся на нескольких формулировках первого закона термодинамики. [c.60]

Зачастую важно и полезно оценивать процессы переноса тепла с точки зрения термодинамики. Все процессы и устройства передачи тепла внутренне необратимы и в конечном счете обеспечивают одностороннюю убыль полезной или располагаемой энергии, иногда называемую эксергией. Все более глубокое осмысление принципа сохранения энергии заставляет исследователей задаться вопросом, какая часть эксергии рассеивается при теплопередаче и какой наибольший термодинамический коэффициент полезного действия можно при этом обеспечить. С этой целью можно воспользоваться законами термодинамики. Первый закон термодинамики определяет уравнение сохранения энергии, тогда как второй закон зачастую вообще не используется для анализа процессов конвективного переноса. Однако для того чтобы определить условия, при которых имеет место минимальная потеря эксергии, т. е. минимальный прирост энтропии, можно воспользоваться вторым законом термодинамики. Такого рода анализ различных тепловых процессов подробно рассмотрен в работе [10]. [c.492]

Уравнение второго закона имеет характеристику, которая в значительной степени определяет его отличие от уравнения первого закона. Термодинамическое свойство Т входит в него не как изменение температуры в уравнении (5.38), а в качестве абсолютной температуры, которая является понятием, характерным для второго закона. Если эта величина входит в состав термодинамического уравнения, она показывает, что к происхождению этого уравнения имеет отношение второй закон, даже если в нем отсутствует столь характерное для второго закона изменение энтропии. Уравнение [c.74]

Первым фундаментальным законом теории термодинамических потенциалов является уже выведенный нами закон термодинамического равновесия, согласно которому система пребывает в равновесии тогда и только тогда, когда ее термодинамический потенциал минимален, т. е. когда любая совместимая с обстановкой системы вариация потенциала больше нуля (устойчивое равновесие) или равна нулю (нормальное равновесие) [c.223]

Дисперсные частицы и дисперсионная среда в лиофобных коллоидах всегда относятся к различным фазам. В первой главе уже указывалось, что для существования фазы в ней должно содержаться достаточно большое количество атомов или молекул для того, чтобы имелась возможность применения законов термодинамического равновесия и образования физической поверхности раздела. Молекула А внутри жидкости окружена со всех сторон другими молекулами (рис. 28). Силы молекулярного взаимодействия при этом взаимно уравновешиваются. На молекулу В, находящуюся на границе с газом, молекулы жидкости воздействуют только с одной стороны, со стороны газа силы взаимодействия малы, в результате возникает равнодействующая, направленная внутрь жидкости. Поэтому молекулы В стремятся втянуться внутрь жидкости, вследствие чего поверхность раздела жидкости стремится к уменьшению. В свободной капле жидкости стремление к уменьшению поверхности, как известно, приводит к ее шарообразной форме. Это изменение является частным проявлением известного из термодинамики общего стремления свободной энергии системы к уменьшению. В различных системах эта общая закономерность проявляется по-разному. [c.67]

Реакции в газовой фазе обычно проводят в реакторах непрерывного действия. У капельных жидкостей разность между энтальпией и внутренней энергией настолько незначительна, что баланс энтальпии остается справедливым даже для жидкофазных реакций при постоянном объеме. Следовательно, для подавляющего большинства важнейших промышленных реакций запись первого закона термодинамически в форме АН = д достаточна в качестве полного выражения всех энергетических соотношений реагирующих систем. [c.88]

Ограничения первого закона. Термодинамические процессы можно рассматривать с двух точек зрения 1) Какое изменение энергии связано с процессом 2) Произойдет ли изменение самопроизвольно, [c.91]

Термодинамически процесс растворения возможен, если — величина отрицательная при АО = 0 система переходит в состояние равновесия. Рассмотрим частные случаи. Первый частный случай — при образовании раствора тепло не выделяется и не поглощается, т. е. Л/ = 0, и изменение энтропии осуществляется по законам идеального газа, а именно [c.214]

Следует заметить, что тогда как первые два закона термодинамики приводят к определению новых величин фундаментальной важности,— первый закон —к понятию энергии, а второй закон — к термодинамической температуре и энтропии, — третий закон не вносит никакой новой величины, но лишь устанавливает предел одной из указанных ранее величин. Поэтому некоторые авторы предпочитают не возводить положение о существовании абсолютной энтропии в ранг столь же общего закона, как первый и второй законы термоди- амики. [c.570]

Можно дать несколько формулировок первого закона, которые по существу равноценны одна другой. Закон сохранения энергии в применении его к термодинамическим процессам является одним из таких выражений первого закона термодинамики. Как известно, закон сохранения энергии устанавливает, что [c.187]

Из теоретических методов исследования, находящих применение в различных разделах физической химии, можно выделить метод статистический, метод квантовой механики и метод термодинамический. Первый из них основан на применении к рассматриваемой системе, состоящей из очень большого числа частиц, законов теории вероятности. Примером такого подхода может служить кинетическая теория газов. Исходя из допущения о полной беспорядочности движения отдельных молекул таза и определяя наиболее вероятные сочетания их, для системы, состоящей из очень большого числа молекул, эта теория дает возможность установить важные соотношения между различными свойствами газа и определить их зависимость от условий существования газа. Статистический метод возник во второй половине прошлого века к нашему времени он сильно развился, но вместе с тем и очень усложнился. [c.28]

Чтобы уяснить смысл этих явлений и значение данных, полученных из количественного изучения этих явлений, необходимо рассмотреть основные термодинамические соотношения между силой, длиной и температурой, с одной стороны, и термодинамическими величинами, внутренней энергией и энтропией, с другой стороны. Основные соотношения, которые нам нужны, прямо следуют из законов термодинамики. Первый закон дает нам определение внутренней энергии, а именно [c.25]

Для обратимых систем первое и второе начала (законы) термодинамики можно представить в виде четырех не сводимых друг к другу характеристических термодинамических функций и = Т8 — рУ (2) =и—Т8-, (4) [c.14]

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]

Первый закон термодинамики определяет, что подведенная к системе теплота расходуется на увеличение внутренней энергии и производство работы разного типа. Термодинамический [c.107]

Для замыкания системы уравнений необходимо дополнительно привлекать уравнение, определяющее изменение температуры флюида во времени и пространстве. Это уравнение можно получить, записав закон сохранения энергии (первый закон термодинамики) для пластовой системы. Но породы-коллекторы и насыщающие их флюиды обладают различными термодинамическими и реологическими свойствами. По- этому при записи этого закона приходится вводить две температуры температуру жидкости Т и температуру скелета Т ,. [c.316]

Первый закон термодинамики и термодинамические процессы [c.27]

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]

ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ И ЭНТАЛЬПИЯ КАК ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ [c.62]

Третий закон термодинамики не имеет такого общего характера, как первый закон термодинамики (на его основе получены две термодинамические функции V и Н) и второй закон термодинамики, который вводит в термодинамику новую функцию-энтропию 5. Третий закон термодинамики определяет только нижнее граничное значение энтропии для начала отсчета температуры. Отклонение энтропии от нулевого значения при температурах, близких к абсолютному нулю, связано с частичной аморфизацией твердого тела (дефекты в решетке) или с тем, что вещество содержит примеси (появление энтропии смешения). Однако эти отклонения не исключают возможности расчета изменения энтропий при химических реакциях, так как ошибка в расчете будет составлять значение Р п 2. [c.216]

Все протекающие в природе процессы, связанные с изменением энергетического состояния, подчиняются первому закону термодинамики, но не всякий процесс, не противоречащий первому закону, осуществим на практике. Из первого закона термодинамики следует лишь, что энергия изолированной системы постоянна, но определить направление процессов, происходящих в системе, с помощью этого закона нельзя. Поэтому первого закона недостаточно для полного описания термодинамических процессов. Он позволяет точно найти энергетический баланс процессов, но не дает никаких указаний об их направлении и о возможности проведения. Между тем реальные процессы протекают в определенном направлении,и, как правило, не изменив условий, нельзя заставить процесс пойти в обратном направлении. [c.93]

Для координированных систем первое термодинамическое соотношения были получены Г. М. Панченковым. Первый закон термодинамики формулируется в термодинамике координированных систем следующим образом. Теплота, подведенная к рабочему телу координированного типа, может расходоваться на изменение внутренней энергии, производство работы и изменение структуры решетки (полиэдров) твердого тела с изменением к. ч. полиэдров (Г). [c.249]

Сложнее обстоит дело у систем, которые не находятся в состоянии равновесия. Макросостояние таких систем приходится описывать параметрами, характеризующими состояние отдельных частей системы, и естественно число таких параметров будет значительно больше числа параметров, описывающих макросостояние при термодинамическом равновесии. Макроскопическое описание состояния, широко применяющееся в классической термодинамике, оставляет вне рассмотрения молекулярное строение системы. Реальное существование молекул и других частиц, из которых построены тела, делает возможным, по крайней мере принципиально, применять наряду с макроскопическим описанием состояния так называемое микроскопическое описание. Такое описание характеризует систему с помощью величин, определяющих возможно более детально состояние каждой частицы. Это описание будет различным в зависимости от того, можно ли применять к частицам системы законы классической механики или поведение частиц системы нужно рассматривать с точки зрения квантовой механики. Первые работы по статистической механике были выполнены при описании микросостояния с помощью классической механики, причем был получен ряд ценных результатов, но вскоре выяснилось, что применение последней оказывается законным только в предельных случаях. Более общие результаты, хорошо оправдывающиеся на опыте, получаются при применении квантовой механики. Статистическая физика, основанная на применении классической механики, оказывается частным случаем статистической физики, основанной на применении квантовой механики. [c.285]

Термодинамическое исследование гетерогенных реакций привело в 1906 году Нернста к формулировке общей закономерности, которая называется тепловым законом Нернста. Обнаружилось, однако, что первоначальную формулировку этого закона нельзя сохранить, она приводит к трудным задачам, исследование которых возможно только на основе квантовой статистики и до сих пор не проведено полностью. С другой стороны, тепловой закон Нернста имеет исключительно большое значение для многочисленных применений термодинамики. Поэтому в дальнейшем в основном будем рассматривать эту сторону в первую очередь и лишь кратко осветим вытекающие из теплового закона проблемы. Подробное теоретическое рассмотрение его можно найти в учебниках статистической термодинамики. [c.180]

Выше было показано, что Qp=AH и Qv = M . Так как внутренняя энергия и и энтальпия Н — термодинамические функции, т. е. функции состояния, то их изменение не зависит от пути перехода системы из одного состояния в другое, а зависит только от начального и конечного состояний системы. Следовательно, и теплоты химических реакций АН и АУ не зависят от пути, по которому протекает реакция, а зависят только от начального и конечного состояний реагирующих веществ. Это утверждение, являющееся прямым следствием первого закона термодинамики, известно под названием закона Гесса. Из него вытекает следующее [c.12]

Второй закон термодинамики позволяет предсказать направление и установить вероятность (возможность или невозможность) термодинамических процессов. Второй закон, как и первый, есть [c.93]

Выражения (1.12) —(1.14), являющиеся определением термодинамического понятия внутренней энергии, не позволяют найти абсолютное значение, а показывают только изменение этой величины в различных процессах. Это вполне закономерно, так как первый закон термодинамики не связан с какими-либо определенными представлениями о строении материи. [c.36]

Равенства (2.6) и (2.7), выведенные нами как следствия первого начала термодинамики, отражают один из важнейших термодинамических законов. Этот закон русским академиком Г. И. Гессом был установлен эмпирически еще до того, как было сформулировано первое начало термодинамики Каким бы путем ни совершалось соединение, — шло ли оно непосредственно или происходило косвенным путем в несколько приемов, — количество выделившейся при его образовании теплоты всегда постоянно . [c.47]

Энергия — основная физическая величина. Математический аппарат большинства разделов теоретической физики, включая термодинамику, основан на различных формах закона сохранения энергии. Однако важнейшая особенность макроскопических систем, которые рассматриваются в термодинамике, состоит в том, что энергию макроскопической системы невозможно непосредственно измерить. Различные физические методы позволяют только определять изменения энергии отдельных частиц системы — атомов, молекул, ионов. Однако не существует никаких методов непосредственного измерения энергии системы как целого. Изменение энергии макроскопической системы определяют в виде теплоты или работы. Первоначально они рассматривались независимо. Поэтому для макроскопической системы сам факт существования внутренней энергии макроскопической системы как некоторой физической величины удалось установить только в середине XIX в., причем для этого потребовалось открыть ранее неизвестный закон природы — первое начало термодинамики. Впоследствии возникла необходимость использовать и другие неизмеряемые величины — энтропию, химический потенциал и т. п. Широкое применение в математическом аппарате термодинамики непосредственно не измеряемых величин является особенностью термодинамики как науки и сильно затрудняет ее изучение. Однако каждая неизмеряе-мая величина в термодинамике точно определена в виде функций измеряемых величин и все окончательные выводы термодинамики можно проверить на опыте. При этом для описания свойств системы используют специальные термодинамические переменные (или термодинамические параметры). Это физические величины, с помощью которых описывают явления, связанные с взаимными превращениями теплоты и работы. Все это макроскопические величины, выражающие свойства больших групп молекул. Не все эти величины можно непосредственно измерить. [c.6]

Jie06x0AHM0, однако, помнить, что даже если AG < гарантии обязательного протекания рассматриваем и Во-первых, потому что данные исходные веще ыогут превращаться в другие конечные вещества, ес новой реакции AG более отрицательно Во-вторых, 1 дные вещества превращаются в некоторые промежут вещества, которые могут перейти в конечные, но с Ичительной скоростью, симулируя ложное равновес о этим причинам необходима определенная осторожное И интерпретации термодинамических расчетов Тепловой эффект химической реакции может быть р ч читан согласно закону Гесса (первое начало термодина по теплотам образования и сгорания Сложность рас [c.145]

Термодинамический метод синтеза теплообменных систем [16]. Анализ процессов химической технологии на основе первого закона термодинамики находит широкое практическое применение. Наряду с этим все большее распространение получают методы анализа на основе второго начала термодинамики, в частности (используемые исходя из концепции эксергии как меры превратп-мости энергии), при оптимизации и проектировании технологических производств (см. гл. 7). Привлекательность этих методов заключается в том, что имеется возмо кность оценить в общем случае минимально возмо кные потери энергии за счет необратимости процесса и тем самым определить реальные перспективы совершенствования процесса. Развитие этих термодинамических методов идет по пути получения количественной информации о совершенстве протекания отдельных явлений. Что касается качественных выводов, то они хорошо известны. Например, потери превратимой энергии отсутствуют при смешении потоков, находящихся в термодинамическом равновесии, или потери энергии в противоточном теплообменнике выше, чем в прямоточном, равно как с увеличением поверхности теплообмзна потери за счет необратимости нроцесса снижаются. [c.466]

В химической термодинамике одну из важнейших величин представляет внутренняя энергия и рассматриваемой системы. Эта величина является параметром состояния. Термодинамически она строго определяется на основе первого закона (см. 68). Физически же этим термином обозначается величина, которая характеризует общий запас энергии системы, включая сюда энергию по ступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергию вращения электронов в атомах, энергию, заключающуюся в ядрах атомов, и другие виды энергии, но без учета кинетической энергии тела в целом и его потенциальной энергии положения. В настоящее время еще не имеется возможности определить абсолютную величину внутренней энергии какой-нибудь системы, но большей частью можно измерить изменениё энергии Л(7, происходящее в том или ином процессе, что оказывается уже достаточным для успешного применения этого понятия в термодинамике. Величина А11 считается положительной, когда в рассматриваемом процессе внутренняя энергия системы возрастает. [c.181]

Основы химической те]змоданамики. Основные понятия и первый закон 1 ер м о динамики. Термо.химия. Второй закон термодинамики. Термодинамические потеш(иалы и харакзерисзические функции. Движущие силы процессов. Вычисление критерия самопроизвольности процессов и равновесие системы. [c.8]

Рассуждения Нернста связаны с принципом, установленным в середине XIX в. Томсеном и Бертло, согласно которому протекание реакции между конденсированными фазами определяется тепловым эффектом, следовательно, должно иметь место равенство АО=АЯ. Из уравнения (38.8) видно, что этот закон не выполняется как общий термодинамический принцип. Однако в ряде случаев при определенных приближениях он справедлив и именно, как экспериментально показал в 1903 г. Ричардс, тем больше, чем ниже температура. Поэтому Нернст предположил, что при этом речь идет о граничном законе для низких температур таким образом, что при Г- О не только АО=АЯ(чтоуже следует из уравнения (38.8) ), но что обе кривые по крайней мере имеют первый порядок касания . Таким образом, имеем [c.185]