Теплосодержание термодинамических процессов

Процесс коксования можно рассматривать и как переход органического вещества (исходного сырья) в новое более устойчивое состояние, характеризующееся меньшим значением свободной энергии образования. Термодинамическая трактовка базируется на законе Нернста, который устанавливает, что состояние равновесия обусловливает не разность теплосодержаний (А(3), а различия свободной энергии (АР). [c.44]

Наибольшее значение в газовой динамике имеет идеальный адиабатический процесс, который предполагает отсутствие теплового воздействия и работы сил трения. Но этой причине при идеальной адиабате энтропия ) газа остается неизменной, т. е. такой процесс является идеальным термодинамическим — изо-энтропическим — процессом. Напомним, что далеко не всякий адиабатический процесс является идеальным. Например, при выводе уравнения теплосодержания мы показали, что наличие трения не нарушает адиабатичности процесса, но процесс с трением уже не может быть идеальным, так как он протекает с увеличением энтропии. Иначе говоря, адиабатичность процесса требует только отсутствия теплообмена с внешней средой, а не постоянства энтропии. Таким образом, адиабатичность совмещается с постоянством энтропии только в идеальном процессе. Если изменением потенциальной энергии можно пренебречь (21 22) и нет технической работы ( = 0), а процесс является идеально адиабатическим, то уравнение Бернулли на основании 54) и (64) имеет следующий вид [c.30]

Как мы видели в пункте 13, уравнения газодинамики соответствуют решениям (13,5) кинетического уравнения (11,3) с условиями (13,7), обеспечивающими локальное в пространстве и времени термодинамическое равновесие среды. Таким образом, можно с определенностью утверждать, что газ в данной точке среды и в данный момент времени имеет плотность, давление и температуру, подчиняющиеся уравнению состояния идеального газа, и все другие термодинамические величины — энтропию, теплосодержание и т. п., свойственные термодинамически равновесному состоянию газа. Отсюда вытекает, что уравнения газодинамики могут описывать лишь такие процессы движения в газе, временные и пространственные масштабы которых Т и I велики по сравнению с временем релаксации т и средним пробегом I, определяемых соотношениями (И,1) и (14,2) [c.68]

Для процесса, протекающего при постоянных давлении и энтропии, максимальная полезная работа определяется изменением теплосодержания, т. е. в данном случае термодинамическим потенциалом является теплосодержание. [c.6]

Так как работа изменения объема в процессе смешения расплавленных солей при атмосферном давлении очень мала, энергии в приведенном выше уравнении могут быть заменены теплосодержаниями. Теплосодержания чистых компонентов обычно приводятся в термодинамических таблицах. [c.204]

Изменения свободной энергии и теплосодержания обрати-мых элементов. Так как количественные следствия второго закона термодинамики применимы только к обратимым процессам, то изучение обратимых элементов особенно важно. В этом случае к опытным результатам исследований элементов можно применять термодинамические методы. Если э. д. с. обратимого элемента равняется Е вольтам и происходящий в нем процесс сопровождается прохождением п фарадеев, т. е. пЕ кулонов, где равняется 96 500 кулонов, то максимальная работа, которая может быть произведена элементом в цепи, равняется пРЕ в-кул ъля джоулей (ср. стр. 17). Так как в электрическую работу не входит механическая работа, связанная с изменением объема, то электрическую работу можно считать равной [c.271]

Основные термодинамические величины для жидкой и парообразной фаз раствора аммиака даются в таблицах и диаграммах. Процессы, происходящие в абсорбционной холодильной машине, наглядно могут быть представлены в I — -диаграмме. I— -диаграмма строится на основании диаграммы равновесия 1 — системы аммиак — вода и экспериментальных значений теплосодержаний для паровой и жидкой фаз водоаммиачной смеси при различных концентрациях. [c.428]

Изменение теплосодержания АЯ и энтропии Л5 при растворении полимеров или разбавлении их растворов сами по себе не определяют направления самопроизвольного процесса при смешении полимера с растворителем. Для этого необходимо определить изменение термодинамического потенциала системы AZ, который связан с изменениями АЯ и AS уравнением (VHI. 1) в системе могут самопроизвольно происходить лишь те процессы, для которых AZ<0. [c.160]

Вообще говоря, вся необходимая для разделения газа при низкой температуре работа подводится к газу, сжимаемому в компрессорах при температуре, которая несколько выше температуры окружающей среды То- Таким образом, тепло сжатия может быть отдано окружающей среде. Исходный газ, продукт и отбросные газы проходят по теплообменникам, в которых их температура изменяется от Го до Т. Основной функцией теплообменников является снижение теплосодержания при охлаждении от То до Г1. В случае отсутствия теплообменников для перекоса этого тепла с уровня Т на уровень Го потребовалась бы дополнительная работа (т. е. для поддержания теплового ба-ланса системы оказалась бы необходимой большая холодопроизводительность). Снижение температурного напора в теплообменниках приводит к пропорциональному уменьшению работы (так как уменьшаются потери на создание дополнительной холодопроизводительности), однако оно сопровождается увеличением объема ( т. е. первоначальной стоимости теплообменника) и гидравлического сопротивления теплообменника (т. е. расхода энергии на преодоление этого сопротивления). Поэтому должен существовать теплообменник оптимальной конструкции, обеспечивающий минимальную стоимость процесса теплообмена. Вопросы экономики теплообменника в принципе могут рассматриваться независимо от термодинамической необратимости других процессов в данной установке (например, независимо от процесса ректификации). [c.248]

Это соотношение справедливо для процесса добавления 1 моля воды к большому количеству смолы с таким содержании воды, что ее парциальное давление равно р. Поэтому Gvl иногда называют свободной энергией разбавления. Изменение теплосодержания Д/Уш и изменение энтропии в том же процессе можно вычислить из термодинамических уравнений [c.108]

Теплосодержание системы резко снижается скачком вследствие выделения теплоты кристаллизации, т. е. имеет место фазовый переход и возникает термодинамически более устойчивая твердая фаза. Энергетический баланс подсчитан, и только такой процесс во всех случаях перехода из жидкого в твердое фазовое состояние является единственно возможным при рассмотрении его только в термодинамическом аспекте. Однако только термодинамическое толкование явления далеко не всегда будет справедливым, и для его понимания необходимо рассмотреть кинетическую сторону. Тогда даже для кристаллизующихся веществ возможен постепенный переход из жидкого в твердое состояние без всякого скачка в фазовом изменении только в результате возникновения прочных межмолекулярных связей ранее, чем образовались кристаллические зародыши и началось разрастание кристаллов. Правда, теплосодержание образовавшегося в силу указанных кинетических условий твердого по агрегатному состоянию тела существенно выше теплосодержания этого же вещества в кристаллическом состоянии, т. е. это состояние будет неравновесным. Разница в энергетических уровнях будет справедлива лишь в самом начале возникновения такого тела, и дальнейшее охлаждение системы приведет к значительному снижению этой разницы (см. рис. 15). [c.119]

Эндотермическое смешение. Энтальпия системы увеличивается, т. е. происходит положительное изменение теплосодержания, или, следовательно, ДЯ>0. Такой тип растворения соответствует тому случаю, когда ец+822> 2812- Этот процесс растворения сопровождается поглощением тепла, увеличением энтальпии системы. Естественно, что при таком эндотермическом смешении одноименные молекулы стремятся расположиться как можно ближе друг к другу, поскольку взаимодействие между одноименными молекулами выше, чем между разнородными. Указанное приводит к обеднению числа возможных расположений молекул относительно друг друга, т. е. обеднению числа микросостояний системы, а отсюда к уменьшению значения энтропии по сравнению с тем значением этой термодинамической величины, которое она бы имела при атермическом смешении. И все же при эндотермическом смешении происходит повышение энтропии системы. [c.254]

Для того чтобы термодинамически осмыслить возможность самопроизвольного растворения полимеров в эндотермическом процессе смешения полимера с растворителем, необходимо знать долю того энтропийного вклада в систему, которая обеспечивает понижение термодинамических потенциалов и свободной энергии системы, поскольку теплосодержание системы повышается. Указанное зависит в существенной степени от гибкости полимерных цепей. [c.254]

Рассматривая разупорядочение по Шоттки и по Френкелю как термодинамически равновесный процесс, можно определить концентрации дефектов при заданной температуре, исходя из общего условия равновесия. Этим условием является минимум свободной энергии системы. Поскольку речь будет идти о процессе, протекающем при постоянном давлении, следует пользоваться понятием свободной энергии Гиббса G, или изобарного потенциала. Из общего курса физической химии известно [5], что эта величина равна разности между полной внутренней энергией (теплосодержанием) системы при постоянном давлении, или энтальпией Н, и связанной энергией, которая в свою очередь равна произведению энтропии (S) на абсолютную температуру [c.83]

Химику приходится иметь дело как с названными выше типами систем, так и с некоторыми другими, не указанными в таблице. Для лабораторных опытов обычны условия, когда и давление и температура постоянны. Как видно из таблицы, количественный критерий процесса состоит в этих случаях в том, что термодинамический потенциал такой системы всегда стремится к минимуму. Изменение термодинамического потенциала AG при постоянных температуре и давлении определяется уравнением AG = AH—TAS. В этом уравнении АН — изменение энтальпии (теплосодержания) оно равно количеству тепла, которое должна получить закрытая система, если процесс проводится в калориметре при постоянных давлении и температуре. Т — температура в градусах Кель- [c.121]

Энтропия. Если вещество подвергается физическому (или химическому) изменению, происходит изменение наиболее важной термодинамической величины, называемой энтропией. Изменение энтропии, происходящее при изотермическом обратимом процессе , равно изменению теплосодержания, деленному на абсо- [c.154]

На рис. 1.15 и 1.16 приведены надежные опытные данные по теплосодержаниям /Кидкостей и паров прп низких давлениях для некоторых углеводородов, играющих важную роль в практике нефтегазовых заводов. Большинство этих углеводородов обычно участвует в процессах, проводимых ири повышенных давлениях, вызывающих заметные отклонения в значениях энтальпий паровой фазы. Не останавливаясь на обосновании термодинамического метода определения величины этих отклонений, хорошо описанного в литературе [14], приведем лишь способ внесения соответствующей поправки к данным рис. 1.16. [c.59]

Таким образом, экспериментальное и теоретическое исследование образования H N показывает, что эта реакция может протекать в плазме с хорошими выходами продукта. Показано также, что величины выходов и удельных энергетических затрат сильно зависят от отношения СН4 Ng и теплосодержания плазменной струи азота. Расчеты равновесных составов полезны для анализа результатов ранее опубликованных экспериментов, причем наблюдается хорошее совпадение рассчитанных и измеренных выходов H N. Информация, даваемая термодинамическими расчетами, позволяет определить оптимальные условия проведения процесса. [c.136]

Одним из характерных признаков наличия химического взаимодействия между компонентами системы является изменение ее энергии. Для сопоставления изменения энергии при различных реакциях пользуются величиной теплового эффекта реакции, т, е. количеством теплоты, которое выделяется или поглощается в химическом процессе при -условии равенства начальной и конечной температуры. Раздел физической химии, в котором изучаются закономерности для тепловых эффектов химических реакций, называется термохимией. В основе термохимии лежит первый закон термодинамики. Для формулировки первого у закона термодинамики необходимо выяснить смысл термодинамических функций внутренней энергии—и и энтальпии или теплосодержания — Н. [c.31]

Растворы ВМС отличаются от лиофобных золей по своим термодинамическим свойствам и подобно истинным растворам низкомолекулярных веществ характеризуются 1) самопроизвольностью образования, 2) термодинамической устойчивостью и 3) обратимостью протекающих в них процессов. Растворы ВМС подобно истинным растворам образуются самопроизвольно с уменьшением AZ и поэтому термодинамически устойчивы. Процесс укрупнения частиц в лиофобных золях является необратимым, в то время как выделение ВМС из раствора, подобно расслоению в смесях ограниченно растворимых жидкостей, полностью обратимо. Рассмотрим условия растворения ВМС и причины устойчивости их растворов. При условии взаимодействия макромолекул с растворителем изотермическое растворение полимера происходит самопроизвольно, подобно смешению двух жидкостей, с уменьшением термодинамического потенциала AZ. Величина последнего зависит от изменения теплосодержания АН и энтропии AS по уравнению [c.290]

Состояние системы, находящейся в равновесии, определяется однозначно ее термодинамическими параметрами (температурой, давлением, удельным объемом, составом и др.)- Внутренняя энергия и теплосодержание зависят от состояния системы, являясь его однозначными функциями. Поэтому изменения внутренней энергии AU и теплосодержания АН не зависят от пути процесса, а определяются лишь начальным и конечным состоянием системы. [c.69]

Составлены таблицы значений констант равновеспя, изменения теплосодержания и свободной энергии реакций, протекающих при газификации угля на основании новейших данных, что дает возможность проводить любые тепловые и термодинамические расчеты процессов газификации твердого топлива. [c.83]

Как устанавливается температура перегонки, если она проводится с перегретым паром, и каков будет при этом расход тепла Для решения этих вопросов можно воспользоваться графическим методом Грабовского [6]. Зная парциальное давление водяного пара и перегоняемой жидкости (рис. 12-39) и производительность процесса (рис. 12-40), можно определить во всем пределе температур от до теплосодержание 1 кГ водяного пара, а также теплосодержание С кГ пара перегоняемой жидкости, соответствующее каждой температуре. Полученные результаты откладываем иа диаграмме г — /. Теплосодержание водяного пара ty, можно взять из таблиц или термодинамических диаграмм как функцию температуры и давления. Теплосодержание О кГ насыщенного пара перегоняемой жидкости можно определить, если известны температура перегонки 1, теплота парообразования г и теплоемкость с [c.639]

Термодинамическое рассмотрение процессов ориентации и термической обработки жесткоцепных полимеров показывает, что их поведение совершенно иное, чем поведение гибкоцепных полимеров. При их термообработке также происходит уменьшение теплосодержания системы (ДЖО). Однако жесткоцепные полимеры могут иметь настолько малую свободу конформационных переходов, что энтропия может даже уменьшаться (А5<0). Но ее уменьшение значительно перекрывается изменением теплосодержания в процессе, если величины межмолекулярных взаимодействий достаточно велики. Таким образом, для жесткоцепных полимеров уменьшение теплосодержания по абсолютной величине больше, чем увеличение энтропийного слагаемого ( ДЯ1> 7 Д5 ), и возможно самопроизвольное протекание процесса, сопровождающееся увеличением длины образца, упррядоченности его структуры и совершением внешней работы (А<0). [c.225]

Термодинамический принцип низкотемпературного хранения сжиженного газа заключается в следующем (рис. П-24). В испарителе происходит кипение хранимой среды (рабочего тела) при низком давлении и соответственно низкой температуре 0 за счет теплопритоков из внешней среды Q( . В процессе кипения жидкое рабочее тело превращается в пар, который при низком давлении р засасывается компрессором 2. Тепло, поглощаемое 1 кг рабочего тела при изобарическом процессе кипения, определяет значение удельной холодопроизводи-тельности (в формулах индексы при значениях теплосодержаний I соответствуют точкам иа Т — 5-диа- [c.72]

ЭНТАЛЬПИЯ (теплосодержание), функция состояния термодинамич. системы Н = и -Ь рь, где V — внутр. энергия, р — давл., V — объем. Для закрытой системы Э.— ха-рактеристич. ф-ция при независимых переменных энтропии и давл. (см. Термодинамические функции). Изменеиие Э. в н,-5обарном процессе равно его тепловому эффекту (отсюда на 1В. теплосодержание ). Этим объясняется, в частности, широкое использование Э. в химии через разность Э. продуктов и исходных в в выражают тепловые эффекты р-ций, в т. ч. теплоты образования, сгорания, а также теплоты фазовых переходов. Значения Э. в-в, отсчитанные от ее значения в стандартном состоянии (обычно 298 К, [c.710]

Относительные адсорбционные коэффициенты бензола и толуола в реакциях дегидроциклизации -гексана и н-гептана при 480—490° и дегидрогенизации циклогексена при 360° на алюмомолибденовом катализаторе близки к 1, что указывает на практически одинаковую адсорбцию аренов и взятых углеводородов на активных центрах этого контакта. Опытами по дегидроциклизации гептан-толуольных смесей на алюмохромовом катализаторе установлено, что с повышением температуры в интервале 460—500 величина 2с-,н% увеличивается от 0,46 до 0,94. В этом случае зависимость lgZ н от обратной температуры графически передается прямой (рис. 1), на которую хорошо укладываются найденные значения 2с7Я8- Это позволило рассчитать величины изменения теплосодержания ЛЯ° и энтропии д 5 при адсорбционном вытеснении гептана толуолом с каталитически активных центров алюмохромового катализатора. Значения термодинамических функций процесса адсорбционного вытеснения гептана толуолом на алюмохромовом катализаторе приведены в табл. 4. [c.128]

Для изучения процессов перегонки и ректификации имеет важное значение установление соотношений между составами и другими свойствами растворов, в частности, упругостями паров, температурами насыщения и теплосодержаниями их. Эти соотношения в общем случае очень сложны и далеко не для всех практически важных случаев установлены. Лишь для разбавленных растворов и для гипотетического идеального раствора разработана строгая термодинамическая теория, позволяющая определять по составу растворов ряд их важных свойств. Не вдаваясь в более детальное рассмотрение молекулярной природы разбавленных растворов, достаточно ограничиться указанием на значительную разобщенность в них разнородных молекул, благодаря чему ослабляется влияние таких нарушающих идеальность факторов, как различаюгциеся молярные объемы и силовые поля молекул. [c.79]

О. М. Полторак остановился на вопросе существования ансамблей и указал, что если рассматривать мелкокристаллическую фазу компактного катализатора, то на ней с термодинамической неизбежностью появятся невключенные в кристаллическую решетку адсорбированные атомы катализатора, т. е. ансамбли. В заключение О. М. Полторак подверг со.1 яению способ изложения принципа энергетичеокого соответствия в теории мультиплетов А. А. Баландина в связи с тем, что из этой теории следует, что разность энергий активации прямой и обратной каталитических реакций не равна (для эндотермических процессов) общему изменению теплосодержания при реакции. Последнее кажется невозможным, так как отвечает изменению константы равновесия процесса за счет внесения катализатора. [c.78]

Наряду с этим, из уравнения (85) следует, что при адиабатических процессах, т. е. при процессах, идущих без теплообмена с внешней средой (Q = onst), AS системы равно нулю, т. е. энтропия ее остается постоянной. Это дзет возможность относительно легко рассчитывать необходимые адиабатические процессы при помощи энтропийных диаграмм (см. ниже, пример 5). Все значения термодинамических функций в настоящее время приведены к единым, так называемым стандартным условиям t— 25° С и Р = 1 ата) состояния системы. Величины термодинамических функций приведены в стандартных таблицах ( см. приложение I, табл. 22), которые являются очень удобными в пользовании и позволяют вести расчеты с наибольшей точностью. Эти таблицы содержат а) изменение теплосодержания АР (или, что то же, теплоту образования q)] б) изменение свободной энергии Afo химических соединений при стандартных условиях (25 С и 1 ата) по отношению к образующим их элементам. Кроме того, таблицы включают также абсолютные значения энтропии элементов и соединений, выраженной в кал г-мол-град. [c.212]

Хотя вопросам повышения коэфициента полезного действия двигателей уделялось очень много внимания, до сих пор мало что известно об эффективности процесса сгорания топ лива в условиях двигателя. Другими словами, еще неизвест но, какая доля полезной химической энергии топлива превра щается при горении в тепло, могущее быть использованным для совершения работы. Обычно применяется метод сравне ния давления, развивающегося в сгоревших газах, с давлением, подсчптанны.м на основании точных данных теплоемкостей и констант равновесия, полученных спектрос1даппческим методом. Для облегчения этой работы Хоттель с сотрудника-лш [62] построили для двигателя внутреннего сгорания энтропийные диаграммы, аналогичные диаграммам Молье для пара. На такой диаграмме нанесены для определенного состава смеси топлива с воздухом see представляющие интерес термодинамические параметры, а именно температура, давле нпе, удельный объем, внутренняя энергия, теплосодержание и энтропия. Таким образом, устраняется необходимость в трудоемких подсчетах, обычно проводи.мых. методом последовательных приближений. [c.204]

Для оценки вероятности протекания процесса коррозии на основе работ Н. А. Измайлова, К. П. Мищенко, А. Ф. Капустинского и др. разработаны методы расчета термодинамических свойств процесса гидратации отдельных ионов. Теоретический расчет гидратации ионов развивается в двух направлениях. Одно из них основано на дальнейшем развитии теории Борна, второе является продолжением и уточнением метода Бернала и Фаулера, рассматривающих гидратацию как результат электростатического взаимодействтт ионов с молекулами растворителя. Количественные расчеты процессов гидратации по обоим направлениям пока не подтвердились полностью опытом. По Н. Е, Хомутову [36], теплота гидратации катионов находится в линейной зависимости от их теплосодержаний в газовой фазе. Характер этих зависимостей определяется структурой наружных электронных оболочек ионов. [c.19]

Данное сообщение имеет целью обсуждение термодинамической устойчивости различных форм гидратированных протонов путем расчета их свободных теплосодержаний гидратации AZ и сопоставления их с опытной величиной. Опытной величиной свободного AZon теплосодержания гидратации мы называем величину, полученную из термохимических опытных данных при помощи соотношения AZ = ЛИ — TAS. Величина АН из опытных термохимических данных определена Мищенко 19]. Она оказалась равной при 25 —263 ккал. В расчетах Мищенко использовалось хорошо обоснованное предположение о равенстве теплот гидратации ионов 1" и s". Мищенко показано, что применение этого предположения и расчетах других исследователей также приводит к величине теплоты гидратацци протонов при 25 равной—263 ккал. Значение энтропии гидратации определено в ряде работ. Нами использовано значение ASr = —38,6 взятое из работы 110]. Опытная величина свобод-11010 теплосодержания, вычисленная из этих данных составляет 251,5 ккал. Электростатическая теория гидратации иоиов за последние годы получила дальнейшее развитие в работах Мищенко п Сухотина, Дракипа и Михайлова, Лейдлера и Пегиса и в др. работах [1]. Расчет гидратации протона в этих работах ие приводился. В наших расчетах использован метод, применявшийся Мищенко п Сухотиным, представляющий дальнейшее развитие работ Бернала и Фаулера. Этот метод представляется нам наиболее строгим, т. к. оп использует положения электростатики и термодинамики. В наших расчетах в качестве исходного состояния принимаем протоны в виде идеального газа с Р-= 1 атм. В качестве конечного состояния принимаем водный раствор протонов с активностью а = с = 1 моль/литр. Воображаемый обратимый процесс гидратации осуществляем через стадии 1. изотермическое обратимое испарение п молей НгО, необходимых для образования [c.110]

Если в процессе смешения термодинамический потенциал убывает, то AZ = АН — T zVS<0. Уменьшение AZ возможно, если уменьшается АН или увеличивается AS. Процессу растворения, следовательно, благоприятствуют положительные тепловые э екты (при этом АН < 0) или увеличение энтропии. При постоянной температуре теплосодержание АН зависит от изменения взаимодействия между частицами в системе. При растворении неполярных ВМС тепловые эффекты очень невелики (АЯ = 0) и-поэтому растворение здесь определяется в основном вторым членом уравнения (2)—энтропийным фактором TAS. При смешении двух жидкостей энтропия всегда увеличивается, поскольку уже указывалось, что энтропия связана с вероятностью состояния (1), а наиболее вероятным является состояние, когда вещество рассеяно по всему объему, т. е. когда достигнуто полное смешение. Энтропия растворения особенно велика у ВМС с длинными гибкими цепями благодаря гибкости цепи большая длинная молекула может расположиться среди маленьких молекул очень большим числом способов. В твердом полимере гибкая молекула окружена другими такими же молекулами, и они мешают друг другу. [c.290]

Термодинамическими потенциалами являются внутренняя энергия, теплосодержание, свободная энергия и изобарный потенциал. Убыль этих функций в равновесном процессе, протекающем при постоянстве значений определенной пары термодинамических параметров (соответственно Т ж V, Т я Р, 8 я V, 8 я Р), равна работе, произведенной системой, за вычетом работы против внешнего давления. Наибольш ее практическое применение находят свободная энергия и особенно изобарный потенциал. [c.81]

Изменения теплосодержания АН и энтропии Д У при растворении полимеров или разбавлении их растворов сами по себе не определяют направления самопроизвольного процесса при смешении полимера с растворителем. Для этого необходимо определить изменение термодинамического потенциала системы AZ, который связан с изменениями АН и ДЛ уравнением (XVIII,1) в системе могут самопроизвольно происходить лишь те процессы, для которых AZ < О, иными словами, растворение имеет место при таких соотношениях АН и АЛ, когда AZ < 0. [c.256]