Изотермические процессы максимальная работа

Всякий раз, когда имеется тенденция к самопроизвольному изменению, с помощью процесса можно получить работу при условии наличия соответствующего механизма. Максимальная работа получается в том случае, когда процесс происходит с уравновешенными силами, т. е. обратимо. Для изотермического процесса максимальная работа равна уменьшению функции Р. Подобным же образом для процессов, протекающих при постоянных р и Т, максимальная полезная работа равна уменьшению функции Z. Другими словами, и Z при самопроизвольных процессах всегда уменьшаются, и поэтому их можно применить в качестве критериев, указывающих, будет или не будет происходить любой предполагаемый процесс. [c.145]

Здесь, как и прежде, знак равенства относится к обратимому процессу и определяет, следовательно, максимальную работу Лм. Последнее соотношение показывает, что в изотермических условиях максимальная работа процесса Л может рассматриваться как разность значений функций И—TS) в начальном и в конечном состояниях системы. [c.221]

Уравнения (32) и (33) являются удобным сочетанием первого и второго законов термодинамики применительно к обратимым изотермическим процессам и указывают на то, что максимальная работа (а в случае изобарных процессов максимально полезная работа) не равна тепловому эффекту процесса. Максимальная работа равна тепловому эффекту процесса только в практически нереализуемом случае, т. е. при температуре абсолютного нуля. Эти положения, как будет показано в дальнейшем, имеют существенное значение для обсуждения проблемы химического сродства. [c.112]

Т. е. в обратимом изохорно-изотермическом процессе максимальная полезная работа равна убыли свободной энергии. [c.15]

Таким образом, в изотермических условиях максимальная работа процесса Л акс. может рассматриваться как разность значений функции (и — 75) в начальном и конечном состояниях системы. [c.87]

Когда в равновесный ящик через перегородки поступят газы На и О2, в ящике произойдет реакция образования паров воды, и следовательно, сразу же установится равновесие. Несмотря на то, что равновесие практически сохраняется при протекании реакции 2Й2 -Ь О НоО, совершается искомая максимальная работа, так как реакция велась обратимым путем. Таким образом, суммируя все работы, совершаемые при обратимом изохорно-изотермическом процессе, получим работу, равноценную максимальной работе реакции А ах у- Кроме перечисленных работ совершаются работы, затрачиваемые на удаление водорода и кислорода из резервуара ( н, = 2ЯТ, Ь о, = ЯТ) и на удале- [c.129]

Максимальная работа изобарно-изотермического процесса включает работу расширения. Согласно уравнениям (VI, 13) и (VI, 17), убыль изо- барного потенциала выразится так [c.87]

Для обратимых изотермических процессов AF и AZ определяют максимальную работу процесса. Отсюда следует, что максимальная работа изотермического процесса не зависит от пути процесса. Максимальная работа сложного процесса ш, состоящего из ряда д последовательных стадий, равна алгебраической сумме работ каждой стадии [c.87]

Максимальная работа обратимого изотермического процесса определяется только начальным и конечным состояниями системы и не зависит от пути превращения. Поэтому, так же как и другие обладающие этим свойством термодинамические величины, характеризующие состояние (например, изменение внутренней энергии или энтропии), ее можно представить в виде разности [c.88]

Как следует из уравнения (12), уменьшение Z равно максимальной полезной работе обратимого изотермического процесса, протекающего при постоянном давлении без учета работы изменения общего объема системы. [c.89]

Максимальной полезной работой Ам изотермического процесса называют величину [c.222]

Поверхностное натяжение ст выражает максимальную работу образования единицы поверхности (обычно I см ) и равно изменению изобарно-изотермического потенциала в этом процессе. При образовании поверхности площадью [c.357]

Работа, совершенная закрытой системой в изотермическом обратимом процессе, равна уменьшению свободной энергии Гельмгольца. По этой причине применяют ведущие к недоразумениям термины функция работы и максимальная работа (для —Р), так же как используемый часто в американской литературе символ А. [c.107]

Если система имеет одну химическую степень свободы, то в итоге реальный процесс достигнет конечного состояния, которое называется равновесным. В физической химии используется понятие о свободной энергии системы, т. е. той части химической энергии, которая при обратимом изотермическом процессе может бы бь полностью превращена в работу, поскольку при равновесном состоянии свободная энергия такой системы равна нулю. Таким образом, понятия о максимальной работе и свободной энергии системы адекватны, только относятся к разным степеням свободы. [c.19]

Таким образом, в изотермическом процессе расширения газа внутренняя энергия системы, преобразованная в работу против внешнего давления, восполняется за счет притока теплоты, В рассмотренном здесь случае обратимого проведения процесса совершенная работа идентична максимальной полезной работе, которая, как показано ниже, равна изменению функции состояния. Минимальная обратимая работа сжатия, необходимая для перевода системы в исходное состояние, равна RT n v2 V]). При необратимом проведении процесса (потери на трение, Др>0) часть полезной работы теряется, переходя в теплоту. В предельном случае расширения газа в вакуум работа не совершается, однако для возвращения в исходное состояние необходима работа по крайней мере не меньшая, чем соответствующая уравнению (200). [c.221]

Учитывая, что введение реагентов и извлечение продукта под равными давлениями газов как вне, так и внутри камеры работой не сопровождается, а также суммируя максимальные работы 147, и 1 2, совершаемые при обратимом изотермическом расширении азота и водорода в цилиндрах до величины парциальных равновесных их давлений в камере, и затраченную работу И7з на сжатие двух молей аммиака после вывода его из камеры, получим величину максимальной работы всего процесса [c.196]

Таким образом, при изохорно-изотермическом процессе убыль свободной энергии Гельмгольца равна полезной максимальной работе, которая не включает в себя работу изменения объема. [c.141]

Т. е. максимальная работа изотермического процесса равна убыли энергии Гельмгольца. Следовательно, работа произвольного изотермического процесса ограничена, она не может быть больще убыли энергии Гельмгольца, равной работе изотермического обратимого процесса. [c.93]

Т. е. максимальная полезная работа изобарно-изотермического процесса равна убыли энергии Гиббса. [c.93]

Заметим, что неправильно было бы считать, что внутренняя энергия в действительности состоит из двух частей полезной и связанной энергии. Несмотря на то что максимальная работа изотермического процесса определяется убылью энергии Гельмгольца, эта величина может быть и больше убыли внутренней энергии и не обязательно составляет лишь ее часть. [c.99]

Величину AGp.r можно либо измерить по максимальной полезной работе изобарно-изотермического процесса, либо рассчитать по соотношению AG=AH—TAS. Последнее соотношение явилось причиной того, что функцию G называют иногда свободной энтальпией. [c.89]

Соотношения (2.98)— (2.100) называют уравнениями Гиббса-Гельмгольца. Они интересны тем, что для изотермических процессов дают возможность связать ДОр,г или АРу,т, которые равны максимальной полезной работе, с АН или Аи, не используя в явном виде энтропию. [c.97]

В гальванических элементах (рис. 11.2 и 11.3) химические реакции на электродах протекают тем медленнее, чем большим сопротивлением обладает внешняя цепь (выводы, вольтметр). Принципиально можно замкнуть электроды проводником бесконечно большого сопротивления, и реакция будет идти бесконечно медленно, так что в каждый момент будет существовать равновесие между электродами и растворами. Такое течение реакции является обратимым. В случае термодинамически обратимого процесса получается максимальная электрическая работа. Она равна ЭДС элемента ( ), умноженной на переносимый заряд. Если во время реакции произойдет восстановление и окисление 2 моль однозарядных ионов, то, по закону М. Фарадея, перенесенный заряд равен где Р — число Фарадея. Электрическая работа при изо-барно-изотермическом процессе совершается за счет убыли энергии Гиббса, поэтому — АС = гРЕ. Подставив это выражение в уравнение Гиббса — Гельмгольца (2.39), получают — гРЕ = АН,— [c.170]

В процессе изотермического расширения идеального газа из теплового источника поступает Q кал теплоты. Газ расширяется необратимо, совершая 10% максимальной работы. [c.61]

Итак, согласно ПУ.9).работа,совершаемая системой в изотермическом процессе, равна или меньше убыли ее naoxopjioro потенциала. Иначе гоБоряТТТрТГраЖйовесном процессе максимальная работа равна убыли [c.87]

Рассмотрим простейшую реакцию превращения газообразного вещества В в газообразное вещество Д при температуре Т = onst. Начальные парциальные давления газов (рис. 46) будут Рц и Р , теплота реакции Q и максимальная работа газа Лтах- Проведем эту реакцию в три приема. Превратим газ В при Т = onst и давлении Рв в жидкое состояние В . При этом выделится скрытая теплота испарения Яд, на процесс конденсации затрачена работа тахв- Затем жидкое вещество В превратим в жидкое вещество Дж, здесь выделится теплота и будет произведена работа Л ах ж-После этого жидкое вещество Д превратим в газообразное Д при Т = onst и давление его доведем до начального Рд. При этом будет затрачена теплота на испарение и произведена работа Лтах о-Согласно первому и второму законам термодинамики теплота и максимальная работа реакции при изотермическом процессе не зависят от характера реакции. Поэтому для кругового изотермического процесса сумма работ и теплоты должна быть равна 0. Для суммарного процесса превращения вещества В в вещество Д теплота Qr и максимальная полезная работа могут быть определены как алгебраическая сумма теплоты и работ трех промежуточных стадий [c.157]

Если обратимый изотермический процесс протекает прп постоянполс давлении, то максимальная работа такого процесса определяется соотношением [c.88]

В химических процессах тоже есть свой потенциал. Подобно механическому (гравитационному) потенциалу он убывает в самопроизвольно протекающих процессах. Исчерпание движущей силы взаимодействия знаменуется достижением минимума этого потенциала. Так как мы условились рассматривать процессы при Р, Т = onst, то потенциал, являющийся движущей силой химических процессов, целесообразно назвать изобарно-изотермическим потенциалом, или, ради краткости, изобарным потенциалом. Его обозначают буквой G в честь американского ученого Гиббса, которому принадлежит разработка этого вопроса. Убыль этого потенциала тоже не зависит от пути процесса, от его химической траектории , и равна максимальной работе реакции за вычетом работы против внешнего давления (см. стр. 7) [c.45]

Функция состояния, убыль которой равна максимальной полезной работе, называется терм0даиамическ1гм потенциалом. Наибольшее практическое значение имеют изобарно-изотермические процессы, термодинамический потенциал которых называется изобарно-изотермическим или изобарным потентщалом, а также энергией Гиббса (G). Следовательно, [c.21]

Прежде всего необходимо напомнить, что изменение изобарно-изотермического потенциала ЛО, представляющее максимальную работу (см. 4—8), равно нулю для любого обратимого (равновесного) процесса, который протекает при р = onst и Г = onst. Точно [c.116]

К термодинамическим потенциалам относятся внутренняя энергия, энтальпия, свободная энергия при постоянных объеме и температуре (изохорно-изотермический потенциал Р) и свободная энергия при постоянных давлении и температуре (нзобарно-изотерми-ческир по генциал О — энергия Гиббса). Убыль термодинамических потенциалов в равновесном процессе, протекающем при постоянстве значений определенной пары термодинамических параметров (5 и у, 5 и р, Г и у, Г и р), равна максимальной работе, произведенной системой. При постоянных Т я V согласно (П.45) [c.60]

Т. е. максимальная полезная работа изобарно-изотермического процесса равна максимальной работе Амаис при постояных объеме и температуре за вычетом работы против внешнего давления. [c.61]

Соотношение (V.55) при r onst и У=сопз1 говорит о том, что убыль свободной энергии равна максимальной работе обратимо идущего при постоянной температуре процесса. Значит, для нахождения работы сил сродства необходимо провести процесс обратимым путем, изотермически, чтобы при этом могла совершиться максимальная работа. [c.165]

Задание. Выразите максимальную работу изотермического процесса и максимальную полезную работу изобарно-изотермического процесса с помощью функций j4 и G. Для этого сначала составьте дифференциалы этих функций, пользуясь определениями (5.7) (при Т = onst) и (5.8) (при Р = onst и Г = onst), а затем сравните полученные выражения с соотношениями 45.2) и (5.3) или с (5.5) и (5.6). [c.93]

Осо бые энергетические свойства поверхностного слоя хара1ктери--зуются изменением изо барно-изотер1мического потенциала AG при увеличении поверхности на единицу площади (удельный изобарно-изотермический потенциал поверхности) —так называемым поверхностным напряжением а. Следовательно, поверхностное натяжение выражает затрачиваемую максимально полезную работу -4 гmax пр,и этом о братимом изотермическом процессе. Соотношение между этими удельными величинами записывается как [c.24]

Убыль энергии Гиббса больше или равна максимальной полезной работе процесса (W ). Энергия Гиббса, как и энергия Гельмгольца, характеризует работоспособность системы, т. е. определяет ту часть энергии, которая в изобарно-изотермическом процессе (при р = onst, 7 = onst) превращается в работу. Энергию Гиббса и энергию Гельмгольца называют также свободной энергией. [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология