применение теплового закон

Из применения теплового закона Нернста к явлениям адсорбции [134], как указывалось в главе П, следует, что изменение энтропии при [c.462]

Применение третьего закона термодинамики для расчета химических равновесий. Тепловой закон Нернста [c.314]

План книги исключает систематическое обсуждение классов веществ (газы, жидкости и т. д.), а также рассмотрение формул для термодинамических функций, обоснованных эмпирически или статистически, и числовые расчеты. Однако я старался многочисленными примерами (часто в виде схематических диаграмм) облегчить понимание и одновременно иметь в виду применение к специальным проблемам. В этой связи с особой тщательностью будет проведено обсуждение некоторых вопросов, которые, по-моему, представляют трудность для начинающих при применении их к теории (например, понятие внутренних параметров, особенно числа пробегов реакций, нормировка термодинамических функций, потенциалы отдельных электродов). С этой точки зрения также подробно рассмотрен тепловой закон Нернста. [c.7]

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]

Использование термодинамических уравнений для определения равновесия при заданных условиях осложняется необходимостью найти константы интегрирования этих уравнений, для чего нужны экспериментальные данные по равновесию в других условиях. Применение третьего закона термодинамики позволяет этого избежать и ограничиться для расчета экспериментальными значениями лишь термических величин (тепловые эффекты и теплоемкости при различных температурах). [c.132]

Практически идут другим путем, основоположником которого является Дж. В. Гиббс. Этот путь состоит в применении второго закона к неизолированным системам, поддерживаемым при постоянной температуре. Кроме того, предполагается, что системы сохраняют или постоянный объем, или постоянное давление. В целом налагаемые на систему условия соответствуют условиям, при которых определяют тепловые эффекты химических реакций (гл. II). [c.85]

Тепловой эффект химических реакций измеряют с помощью специальных приборов — калориметров. Термохимические расчеты основаны на применении двух законов термохимии. [c.194]

Первый закон выражает идею сохранения энергии, которая сначала возникла в механике и затем распространилась на электростатику и электродинамику. Опыты Джоуля в 1840—1845 гг. показали, как можно включить теплоту в закон сохранения энергии. Первый закон вводит понятие внутренней энергии и. Важные результаты дает применение первого закона к тепловым эффектам химических реакций. Так, например, измерив теплоту реакции при одной температуре, можно вычислить ее при других температурах, если известны теплоемкости исходных веществ и продуктов реакции. [c.13]

В отличие от криогенной физики, занимающейся фундаментальными исследованиями, криогенная техника включает такие вопросы, как разработка, конструирование и применение систем, которые производят, поддерживают или используют низкие температуры. Нижний предел криогенной области зафиксирован тепловым законом Нернста, верхний предел ограничен не так четко, но в отечественной практике термин криогенная техника Стал применяться почти исключительно для области ниже температуры жидкого воздуха. В соответствии с этим обстоятельством, а также учитывая то, что техника глубокого охлаждения, связанная с ожижением и разделением воздуха, получила значительно большее отражение в учебной и технической литературе, в данной книге рассматривается именно температурная область в интервале О—80° К. [c.4]

Уравнение Томсона используется главным образом в задачах, возникающих при совместном применении термодинамики и теории упругости в свое время уравнение Томсона играло большую роль при вычислении энтропии по формуле Кирхгофа (о чем еще будет речь в гл. VI, посвященной тепловому закону Нернста). [c.118]

Закон Гесса имеет большое практическое применение. Этот закон дает возможность вычислить тепловые эффекты химических реакций, не проводя их. [c.55]

Применение третьего закона. Тепловой закон Нернста 299 [c.299]

Исследование работы ректификационной колонны, при условии принятия гипотезы идеальной тарелки, основывается на использовании трех фундаментальных законов, а именно, сохранения вещества, сохранения энергии и, наконец, второго закона термодинамики. Применение первых двух законов находит свое практическое выражение в составлении основанных на них уравнений материального и теплового баланса. Второй же закон термодинамики является той основой, которая используется при выводе равновесных соотношений фазового сосуществования парожидких систем, устанавливающих предельные глубины процессов массообмена и энергообмена взаимодействующих неравновесных фаз. [c.68]

Все эти три процесса находят широкое применение в практике. Закон Гесса позволяет связать тепловые эффекты этих трех процессов простым уравнением [c.192]

Объектами исследования в термодинамике являются только макроскопические системы, т. е. системы, состоящие из очень большого количества частиц. При термодинамических исследованиях любого процесса не рассматривается молекулярная структура вещества, характер сил взаимодействия между молекулами, механизм процесса, ничего не говорится и о скорости процесса. Та часть термодинамики, которая имеет дело с применением указанных трех законов к химическим процессам и фазовым переходам, называется химической термодинамикой. Химическая термодинамика разрабатывает наиболее рациональные методы расчета тепловых балансов при протекании химических и физико-химических процессов раскрывает закономерности, наблюдаемые при равновесии определяет наиболее благоприятные условия для осуществления термодинамически возможного процесса выясняет условия, при которых можно свести к минимуму все побочные процессы определяет термодинамическую устойчивость индивидуальных веществ. [c.181]

Применение закона Гесса к расчету тепловых эффектов [c.207]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых- процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое-взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях вселеггной, что означало бы, с этой точки зрения, невозможность протекания каких-нибудь процессов и, следовательно, тепловую смерть вселенной . Такой вывод, впервые четко сформулированный в середине XIX в. Клаузиусом, является идеалистическим, так как признание конца существования (т. е. смерти ) вселенной требует признаиид и ее возникновения. Статистическая природа второго начала термодинамики не позволяет считать его универсально применимым к системам любых размеров. Нельзя утверждать также, что второй закон применим к вселенной в целом, так как в ней возможно протекание энергетических процессов (как, например, различные ядерные превращения), на которые термодинамический метод исследования но может механически переноситься. В определенных видах космических процессов происходит возрастание разности температур, а не выравнивание их. [c.220]

Проверка уравнения (38.42) была проведена примерно на 30 веществах (двухатомные и простые многоатомные молекулы). В большинстве случаев оказалось, что уравнение (38.41) выполняется в пределах точности эксперимента. Однако для разных веществ экспериментально установлено отклонение от уравнения (38.41). Таким образом, формулировка Планка теплового закона Нернста не выполняется как точное утверждение. Речь идет об отклонениях в основном замороженных молекулярных кристаллов, которые были упомянуты в пункте а. в связи с предположением 1. Фактически при формулировке (38.41) предположение 1 вообще не учитывается. Поэтому предложено два способа для превращения (38.41) в точный закон. Первый состоит в том, что для рассматриваемого вещества дополнительно требуют внутреннее равновесие при Т- 0, в то время как во втором способе в правой части уравнения (38.41) нуль заменяется на положительную конечную величину Я 1п W. Против первой формулировки свидетельствует то, что понятие внутреннего равновесия имеет смысл только по отношению к определяемым процессам . При второй формулировке из сравнения калориметрической и спектроскопической энтропии известно, что либо W=, либо по порядку величины W=2. Это сравнение выполнимо только для относительно малого числа веществ. В других случаях приходится ограничиваться только предположениями. Практически всегда исходят из уравнения (38.41) и учитывают, что нормальная энтропия, рассчитанная таким образом, имеет неточность порядка Я 1п 2. Этот способ тем более обоснован, так как неточность, обусловленная экстраполяцией при Г->0(разд. а., предположение 3), того жепорядка. Для большинства применений величина этого порядка не играет [c.196]

В этой части главы изложены результаты применения третьего закона термодинамики к расчету констант равновесия вышеуказанных радикальных реакций. Расчет констант равновесия выполнен на основании формул для вращательно-колебательных теплоемкостей радикалов, апроксимиро-ванных по известным формулам теплоемкостей молекул, близких по своему химическому строению к радикалам, и статистического вычисления химических постоянных для молекул и радикалов. Тепловые эффекты радикальных реакций были вычислены по известным величинам энергий связей. [c.11]

Вывод указанного выражения основан на применении двух законов, характеризующих взаимодействие ионов электролита. Это закон Кулона (сила притяжения разноименно заряженных частиц и отталкивания одноименно заряженных частиц обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними) и закон распределения Больцмана, которым выражается противодействие теплового движения электрическому притяжению и отталкиванию заряженных частиц. В простейшей форме выводов Дебая— Гюккеля ионы рассматриваются как точечные заряды (их конечными размерами пренебрегают). Вначале мы рассмотрим эту простейшую трактовку ( предельный закон Дебая — Гюккеля , или ПЗДГ), а затем — более точное выражение, учитывающее размеры ионов и их гидратацию. [c.20]

Уравнение (4) можно вывести из изохоры реакции (стр. 59) путем введения некоторых приближенных упрощений на основании теплового закона Нернста. Если тепловой эффект известен, то он также может служить для приближенного расчета кривой температура — давление ранее это было даже главной областью его применения. [c.200]

Ограниченность применения предельного закона Онзагера можно отчасти объяснить чрезвычайной схематичностью модели, на которой базируется теория Дебая—Хюккеля, и отчасти упрощающими предположениями, использованными при выводе закона. Теорию Дебая—Хюккеля можно рассматривать как кинетико-статистическую теорию растворов электролитов лишь условно, поскольку в ней не учтена молекулярная структура растворителя он представляется. континуумом, характеризуемым макроскопическими диэлектрической проницаемостью и вязкостью. Кинетико-статистический метод применен для описания распределения ионов, обусловленного взаимодействием их электростатической и тепловой энергии, но даже это описание содержит противоречия. Очевидно, использование при вычислениях параметров, характеризующих условия, существующие в непосредственной близости к ионам, макроскопической диэлектрической проницаемости оправдано только в nepBOiM, и довольно грубом, приближении. Несомненно, микровязкость вблизи ионов вследствие их электрического поля отличается от вязкости, измеренной макроскопически . Кроме схематически теоретического характера, к недостаткам теории следует отнести иопользование упрощающих предположений, но без них рас- [c.357]

В 1923 г. Дебай и Хюккель [4] вывели теоретическое выражение для коэффициентов активности индивидуальных ионов и средних коэффициентов активности сильных электролитов, тем самым внеся большой вклад в теорию растворов. Вывод указанного выражения основан на применении двух законов, характеризующих взаимодействие ионов электролита. Это закон Кулона (сила притяжения разноименно заряженных частиц и отталкивания однои-л енно заряженных частиц обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними) и закон распределения Больцмана, которым выражается противодействие теплового движения электрическому притяжению и отталкиванию заряженных частиц. В простейшей форме теории Дебая — Хюккеля ионы рассматриваются как точечные заряды (их конечными размерами пренебрегают). Вначале мы рассмотрим эту простейшую трактовку ( предельный закон Дебая— Хюккеля , или ПЗДХ), а затем — более точное выражение, учитывающее размеры ионов и их гидратацию. [c.21]

Определение предмета. Гидравлика—техническая наука, изучающая законы движения и равновесия реальной жидкости и способы применения этих законов для решения разнообразных технических задач. Законы гидравлики используются при проектировании, расчетах и эксплуатации трубопроводов для подачи воды, горючего, смазки и других жидкостей, Еоздухо- и газопроводов, коммуникаций тепловых и гидравлических электростанций, насосов и гидротурбин, разнообразных гидротехнических сооружений, гидравлических приводов станков и механизмов, емкостей для хранения жидкостей, судов, некоторых измерительных приборов и т. д. [c.7]

Был произведен ряд экспериментов с применением двух рабочих жидкостей — воды и четыреххлористого углерода, обладающих весьма различными физическими свойствами. Применение таких жидкостей вызвано необходимостью получения уравнений теплообмена при кипении на горизонтальной и вертикальной поверхности нагрева, имеющих общую применимость. В табл. 31 приведены значения теплофизических констант, которыми следует пользоваться при составлении общего уравнения теплоотдачи. Экспериментом установлено, что теплоотдача при ядерном кипении подчиняется различным законам в зависимости от величины теплового потока. Переход от одного к другому закону совершается в пределах от 5000 до 10 000 ккал1м час для горизонтальных 112 [c.112]

Для отдельных частных и конкретных случаев формулировка второго закона термодинамики принимает несколько иной вид. Так, например, в применении к тепловым двигателям этот закон гласит невозможна никакая периодически действующая машина, которая бы беспредельно совершала работу за счет отнятия теплоты от одно1 о и того же источника тепла без пополнения его тепловой энергией. [c.158]

Рассмотрим еще один пример применения закона Гесса. Вычислим тепловой эффект реакции сгорания метана СН , зная теплоты образования метана (74,9 кДж/моль) и продуктов его сгорания — диоксида у1лерода (393,5 кДж/моль) и воды (285,8 кДж/моль). Для вычисления запишем реакцию горения метана сначала непосредственно, а затем разбив на стадии. Соответствующие термохимические уравнения будут иметь вид [c.170]

Тепловые расчеты ректификационных установок базируются на законах фазового равнозеоия бинарных смесей (законы Дальтонч, Рауля). В практике нашли широкое применение графические мето ды расчета необходимого числа ректификационных тарелок. Методы расчета изложены в [Л. 3, 11, 21, 27]. В случаях, когда концентрация одного из компонентов бинарной смесн чрезвычайно мала (порядка 0,01—0,001%,) или когда дистиллят преимущественно содер- [c.29]

Справочные данные о значениях термодинамических функций разных веществ относятся большей частью к стандартному состоянию их. Поэтому при сопоставлении термодинамических свойств данного веи1ества в жидком и газообразном состояниях и для расчета изменения этих свойств в процессе испарения нередко возникает необходимость перехода от величин, относящихся к стандартным состояниям жидкости и газа, к величинам, относящихся к равновесным их состояниям. Тепловые эффекты процесса (кроме области высоких давлений и концентрированных растворов) различаются в этом случае незначительно. Однако изменения энтропии (и, следовательно, AG) могут сильно различаться. Энтропия жидкости в стандартном состоянии мало отличается от энтрепии ее в состоянии равновесия с насыщенным паром при той же температуре, и этим отличием можно пренебречь, но для газообразного состояния значения энтропии могут быть весьма различными, так как энтропия газа сильно зависит от давления. Ограничиваясь условиями, в которых допустимо применение законов идеальных газов, и учитывая, что для стандартного состояния газа р— атм, можио, пользуясь ур. (VII, 53), выразить разность между энтропией газа в стандартном состоянии 8° и в состоянии насыщенного пара SpaBH равенством [c.256]

Применение первого и второго законов термодинамики к химическому превращению вещества, т. е. химическая термодинамика, дает возможность рассчитать тепловые эффекты превращения и охарактеризовать химическое равновесие. Из ряда монографий, в которых приводится этот материал, отметим книги Хоугена, Ватсона и Рагаца , а также Денбига , так как в них специально рассматриваются химические реакторы. В этой главе кратко говорится о законах сохранения вещества и энергии и соотношениях химической термодинамики. [c.19]