Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов


Скачать 154.76 Kb.
НазваниеЗакон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов
Дата публикации13.05.2013
Размер154.76 Kb.
ТипЗакон
userdocs.ru > Химия > Закон
1.Химическая термодинамика ,определение и задачи.Термохимия.
Хим. Термодинамика-часть термодинамики,которая рассматривает превращения энергии и работы при химических реакциях.

Главная задача хим. Термодинамики-предсказание направления и полноты прохождения хим реакции.

Термохимия- раздел физич. Химии вообще и химич термодинамики в частности, включающие измарение и вычисление тепловых эффектов реакций,теплот,фазовых переходов,теплот других процессов,изучение теплоёмких энтальпий и энтропий веществ и физ-хим систем ,а такжетемпературу зависимости этих величин.
2. Система и её окружение.Виды систем.
Система-тело или группа тел связанных другсдругом и отделённые от окруж среды реальной или воображаемой границей(оболочкой)Система+окружение =вселенная

Виды систем: изолированные закрытые открытые
3. Термодинамичиские св-ва ,параметры,функции.
*эктенсивные св-ва: масса оббьем энергия завичят от колл-ва вещ-ва

*интенсивные св-ва: давление, температура ,концентрация не завистя от кол-ва вещ-ва

Термодинамические параметры- терм. Свойстава,наименьшее кол-во которого необходимо для описания состояния системы.

Функции состояния- такие функции,изменения которых не зависят от пути и способа проведения процесса,а зависят только от начального и конечного сост.системы
4.Энергия системы,теплота,работа.
Энергия системы представляет сумму(Е=Ек+Еп+-U)

Теплота и работа (дельтаU=Q+A) передача теплоты

Работа процесса A=F*1 –энергия передаваемая 1 телом к другому при взаимодействыии не зависит от температуры этих тел.
5.Термодинамические процессы.Виды процессов
Терм процесс-всякое изменение в системе связанное с изменением одного из её термодинамич свойств

Виды: обратимый процесс- изм в системе переменного параметра идёт за счёт бесконечно малых превращений . необратимый процесс- изм параметра происходит за счёт больших пр величине приращений.
6.Постулаты термодинамики.
*основной постулат-любая изолированная система с течением времени приходит в равновесное состояние и само не может из него выйти

*2 постулат-две системы находящиеся в термическом равновесии с третьей системой состоят в термическом равновесии друг с другом(1913 фаулер франция)
7.1 закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов
Изменение Δ^ U внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами. При изохорном процессе объем газа остается постоянным, поэтому газ не совершает работу.

Изменение внутренней энергии газа происходит благодаря теплообмену с окружающими телами:



При изотермическом процессе количество теплоты, переданное газу от нагревателя, полностью расходуется на совершение работы:



При изобарном расширении газа подведенное к нему количество теплоты расходуется как на увеличение его внутренней энергии и на совершение работы газом:



8.Энтальпия.стандартная энтальпия образования.сгорания вещества,растворения,стандартные условия,энтальпии образования станд вещ-в в станд условиях.
*энтальпия — это та энергия, которая доступна для преобразования в теплоту при определенных температуре и давлении.

*стандартная энтальпия образования-кол-во теплоты,которое выделяется при образовании 1 моль соединения из простых веществ в их стандартные состояния

*сгорания-энтальпия реакции сгорания 1 моль вещества в газообразном состоянии при Ркислорода=1бар

*растворения-тепл эффект процесса растворения 1 моля вещества в бесконечно большом количестве растворителя

*стандартные условия температура=25 С=298К давление=101325 Па

Энт ст выещ-в в станд усл- приняты равными 0 так как дельтаН кислорода=0
9.термохимические уравнения. Экзо и эндотермические реакции.стандартный тепловой эффект.ъ
*Терм уравнения-уравнение реакции со значением тепл эффекта Q=-дельтаН

*экзотермическая-реакция сопровождающаяся с выделение тепла

Эндотермическая-с поглощением

Станд тепловой эффект-тепл эффект реакции измеренный со значением тепл эффекта при станд усл на 1 моль продукта
10. закон гесса и следствие из него.
Тепловой эффект реакции при постоянном обьёме или давлении не зависит от пути проведения процесса а определяется только состоянием реагентов и продуктов реакции

Следствие: дН=Еn*дН
11.Принцип бертло-томпсена
Согласно принципу Бертло-Томсена самопроизвольно протекают те процессы (с образованием тех продуктов), которые сопровождаются выде- лением наибольшего количества энергии, т. е. все самопроизвольные процес- сы являются экзотермическими

Н2газ   +  ½ О2газ   = Н2Ож   + 285,84 кДж.

12.Энтропия.микро и макросостояния системы,термодинамическая вероятность системы

Определение больцмана

* Энтропи́я (от др.-греч. ντροπία — поворот, превращение) — в естественных науках мера беспорядка системы, состоящей из многихэлементов. 

Микросостояние — это состояние системы, определяемое одновременным заданием координат и импульсов всех составляющих систему частиц. Знание микросостояния в некоторый момент времени позволяет однозначно предсказать эволюцию системы во все последующие моменты.

Макросостояние — это состояние системы, характеризуемое небольшим числом макроскопических параметров. Одно макросостояние может быть реализовано большим числом микросостояний за счет перестановки частиц, не меняющей наблюдаемого состояния.

^ Термодинамическая вероятность — число способов, которыми может быть реализовано состояние физической системы. В термодинамике состояние физической системы характеризуется определёнными значениями плотностидавлениятемпературы и др. измеримых величин. Перечисленные величины определяют состояние системы в целом (её макросостояние).

В 1877 году Людвиг Больцман установил связь энтропии с вероятностью данного состояния. Позднее эту связь представил в виде формулы Макс Планк:



где константа 1,38·10−23 Дж/К названа Планком постоянной Больцмана, а  — статистический вес состояния, является числом возможных микросостояний (способов) с помощью которых можно перейти в данное макроскопическое состояние. Этот постулат, названный Альбертом Эйнштейном принципом Больцмана, положил начало статистической механике, которая описывает термодинамические системы, используя статистическое поведение составляющих их компонентов. Принцип Больцмана связывает микроскопические свойства системы () с одним из её термодинамических свойств ()

13.2 закон термодинамики стандартная энтропия реакции. Факторы значений энтропии.3 закон термодинамики.
2 закон-если тела,находящиеся вконтакте имеют разные температуны то теплота будет переходить от нагретого к холодному.

*Энтропия вещества в нормальных условиях (при температуре 25°С (298,15 К) и давлению 101 325 Па). Имеются таблицы стандартной энтропии разных веществ.

 3-й закон — третье начало термодинамики: Теорема Нернста: энтропия любой равновесной системы при абсолютном нуле температуры всегда равна нулю (традиционная формулировка). Здесь важно различать аксиомы, отражающие законы природы, и имеющие исторические корни соглашения, необходимые для построения шкалы измерения соответствующей термодинамической величины. Так, аксиомами являются утверждения, что и энтропия, и температура есть односторонне ограниченные величины, и что своих граничных значений обе величины достигают одновременно. Согласно стандартным соглашениям принято, что и энтропия, и температура ограничены снизу, т. е. не могут быть меньше некоторых предельных значений. Из этого логично вытекают следующие соглашения, согласно которым наименьшее значение энтропии принято равным нулю, а наименьшее (нулевое) значение температуры служит реперной точкой для построения термодинамической шкалы температур.
14.Энальпийный и энтропийный факторы в изобар-изотермическом процессах
15.энергия гельмгольца и гиббса свободная энергия связанная энергия
^ Свобо́дная эне́ргия Гельмго́льца (или просто свобо́дная эне́ргия) — термодинамический потенциалубыль которого вквазистатическом изотермическом процессе равна работе, совершённой системой над внешними телами.

^ Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида:

Связанная энергия – та часть внутренней энергии, которая не может быть превращена в работу, – это обесцененная часть внутренней энергии. 
       При одной и той же температуре связанная энергия тем больше, чем больше энтропия. 
16.влияние температуры на направление химич процессов(4 случая)
Влияние температуры зависит от знака теплового эффекта реакции. При повышении температуры химическое равновесие смещается в направлении эндотермической реакции, при понижении температуры — в направлении экзотермической реакции. В общем же случае при изменении температуры химическое равновесие смещается в сторону процесса, знак изменения энтропии в котором совпадает со знаком изменения температуры. Зависимость константы равновесия от температуры в конденсированных системах описывается уравнением изобары Вант-Гоффа:



в системах с газовой фазой — уравнением изохоры Вант-Гоффа



В небольшом диапазоне температур в конденсированных системах связь константы равновесия с температурой выражается следующим уравнением:



Например, в реакции синтеза аммиака

N2 + 3H2 ⇄ 2NH3 + Q

тепловой эффект в стандартных условиях составляет +92 кДж/моль, реакция экзотермическая, поэтому повышение температуры приводит к смещению равновесия в сторону исходных веществ и уменьшению выхода продукта.
17.энергия гиббса образования вещества
Под стандартной энергией Гиббса образования ΔG°, понимают изменение энергии Гиббса при реакции образования 1 моль вещества, находящегося в стандартном состоянии. Это определение подразумевает, что стандартная энергия Гиббса образования простого вещества, устойчивого в стандартных условиях, равна нулю.

Изменение энергии Гиббса не зависит от пути процесса, следовательно можно получать разные неизвестные значения энергий Гиббса образования из уравнений, в которых с одной стороны записанны суммы энергий продуктов реакции, а с другой - суммы энергий исходных веществ.

18.нулевой закон термодинамики.теплоёмкость

0 закон-2 системы,находящиеся в термическом равновесии с 3 состоят в термическом равновесии друг с другом

Теплоёмкость- удельнаякол-во теплоты,которае необходимо затратить на нагревание 1 г вещества на 1 градус цельсия или на 1 на кельвин молярная-на 1 моль

19.теплоёмкости газов,при постоянном обьёме и давлении.истинная средняя теплоёмкость





Истинная теплоемкость газа соответствует расчетному выражению



(4.35)


Она определяется как частное от деления элементарной теплоты процесса на элементарное изменение его температуры относительно точки процесса с фиксированной температурой (рис.4.2). Для реальных газов каждому значению температуры процесса соответствует вполне определенное значение истинной теплоемкости.




(4.36)
Экспериментальная зависимость истинной теплоемкости процесса реального газа от температуры обычно представляется в виде степенного полинома графика (рис.4.2), или табличного численного материала.

Определение теплоты с помощью истинной теплоемкости ведется интегрированием



(4.37)


Теплота q12 на рис.4.3 соответствует площади под процессом 12.

Средняя теплоемкость газа соответствует расчетному выражению



(4.38)


она определяется как теплота процесса, идущего в интервале температур t1 и t2, деленная на разность этих температур (рис.4.3).

Средней теплоемкостью можно пользоваться только на данном интервале температур. Это очень неудобно, т.к. для практических расчетов необходимо в таблицах экспериментальных данных по средним теплоемкостям предусмотреть все возможные температурные интервалы. Выход из этой ситуации был найден введением средней теплоемкости, определенной от одинаковой начальной температуры. В качестве такой температуры приняли 0 OС

21 измерение дН
1по теплоте сжигания в бомбе

2 по теплоте растворения в установке

3 по равновесным значениям компонентов в химической реакции

Калориметр-прибор для измерения энтальпии в результате химич реакции. Метод измерения-калориметрия

Калорим.бомба- толстостенный стальной сосуд,герметично закрывающийся крышкой снабжённый вводами для подсоединенияэлектрич вентиляции и отбора проб
22. традиционные и альтернативные виды топлива
Традиционные: уголь газ дизель бензин дрова евродизель

Альтернативные: солнечные батареи биогаз спирт
23. термометрия температура тепловое равновесие развитие термометрии
Термометрия — раздел прикладной физики и метрологии, посвященный разработке методов и средств измерения температуры. В задачу термометрии входят: установление температурных шкал, создание эталонов, разработка методик градуировки и калибровки приборов для измерения температуры.

Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состояниитермодинамического равновесия.

Тепловое равновесие - состояние термодинамической систем, в которое она самопроизвольно переходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. 
В состоянии термодинамического равновесия: 
- в системе прекращаются все необратимые процессы, связанные с изменением энергии: теплопроводность, диффузия, химические реакции и др.; 
- макроскопические параметры системы не меняются со временем.

Попытки стандартизированные измерения температуры были зарегистрированы ещё в 170 году н. э. Клавдием Галеном.[1] Предпосылки современных научных представлений находятся в работах флорентийских ученых XVII века. Рание устройства для измерения температуры назывались термоскопами. Первый герметичныйтермометр был построен в 1641 году великим герцогом Тоскани, Фердинандом II[1]. Развитие сегодняшнего термометра и температурных шкал началось в начале XVIII века, когда Габриель Фаренгейт позаимствовал термометр изобретённый Рёмером, который использовал ртуть и шкалу Рёмера. Шкалу Фаренгейта по-прежнему используют, наряду со шкалами Цельсия и Кельвина.
24.термодинамическая температура.международная практическая температурная шкала
темп-pa по термодинамич. шкале (см. Температурные школы). Т. т. ранее наз. абсолютной темп-рой. Единица Т. т. (в СИ) -Кельвин(К). В ряде стран (США, Великобритания, Канада, Австралия и др.) наряду с Кельвином применяют градус Ренкина.


(МПТШ-68), установленная в 1968 Междунар. комитетом мер и весов температурная шкала, основанная на 11 реперных точках (см. табл.). В МПТШ-68 различают междунар. практич. темп-ру Кельвина (символ T68) и междунар. практич. темп-ру Цельсия (символ t68):

t68=T68-273,15 К.

Промежуточные точки МПТШ-68 воспроизводятся по интерполяционным ф-лам. В диапазоне между 13,81К и 630,74°С (точка затвердевания сурьмы) в качестве эталонного прибора применяют платиновый термометр сопротивления (при Т<100 К применяют также германиевый термометр),

^ ОСНОВНЫЕ РЕПЕРНЫЕ (ПОСТОЯННЫЕ) ТОЧКИ МПТШ-68
25.устройства для измерения температуры.стеклянно-жидкостные термометры


  • термометры расширения: предназначены для изменения температур в диапазоне от -190 до +500 градусов Цельсия. Принцип действия термометров расширения основан на свойстве тел под действием температуры изменять объем, а следовательно, и линейные размеры. Термометры расширения разделяются на жидкостные стеклянные и механические (дилатометрические и биметаллические);

  • -манометрические термометры: предназначены для измерения температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов Цельсия. Принцип действия манометрических термометров основан на изменении давления жидкости, газа или пара, помещенных в замкнутом объеме, при нагревании или охлаждении этих веществ;

  • -электрические термометры сопротивления применяются для измерения температур в диапазоне от -200 до +650 градусов Цельсия. Принцип действия термометров сопротивления основан на свойстве проводников изменять электрическое сопротивление в зависимости от температуры;

  • -термоэлектрические преобразователи (термопары) используются при измерения температуры от 0 до +1800 градусов Цельсия. Принцип действия термопар основан на свойстве разнородных металлов и сплавов образовывать в спае термо электродвижущую силу, зависящую от температуры спая;

  •  -пирометры излучения применяются для измерения температуры в диапазоне от +100 до 2500 градусов Цельсия. Пирометры излучения работают по принципу измерения излучаемой нагретыми телами энергии, изменяющейся в зависимости от температуры этих тел.

^ Стеклянно-жидкостный термометр состоит из резервуара и припаянной к нему капиллярной трубки. Резервуар обычно имеет форму, близкую к цилиндрической. Жидкостью заполнен весь резервуар и часть капилляра. [1]

Самыми распространенными стеклянно-жидкостными термометрами являются ртутные термометры. Ртуть, как термометрическое вещество имеет перед другими жидкостями большие преимущества: ртуть легко может быть получена в очень чистом виде1; она не смачивает стекла2; наконец, теплопроводность ее значительно выше теплопроводности большинства других жидкостей. [2]

В целях обеспечения точности измерения необходимо следить за исправностью стеклянно-жидкостных термометров. У стеклянно-жидкостных термометров могут быть дефекты, исключающие пригодность их для измерений. [3]

В целях обеспечения точности измерения необходимо следить за исправностью стеклянно-жидкостных термометров. У стеклянно-жидкостных термометров могут быть дефекты, исключающие пригодность вх для измерений

Похожие:

Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconI закон термодинамики закон превращения и сохранения энергии
...
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconПредмет и методы теплотехники (технической термодинамики), ее основные задачи
Метод термодинамики представляет собой строгое математическое развитие законов термодинамики. В настоящее время в термодинамике используются...
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconКонтрольная работа по теме «Основы термодинамики»
Газ, содержащийся в сосуде под поршнем, расширился изобарно при давлении 2 · 105 Па от объема V1 = 15 л до объема V2 = 25 л
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconЭлементы химической термодинамики Основные понятия
Однако в процессе своего развития термодинамика позволила теоретически предсказать многие явления задолго до появления теории, описывающей...
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconЭкзаменационные вопросы по химии Основные понятия термодинамики....
Второе начало термодинамики. Термодинамические факторы, определяющие направление химических реакций
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconЗакон (4 часа) Вопросы для подготовки
Структура уголовного закона, его система. Диспозиция и санкция уголовного закона, их виды
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconВопросы к экзамену по курсу «Физические основы производства» гр....
Основное содержание и цели термодинамики. Термодинамические параметры и функции состояния. Основные определения термодинамики. Термодинамический...
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconВопросы для подготовки к экзаменам по общей химии для студентов лечебного
Взаимосвязь между процессами обмена веществ и энергии в организме. Химическая термодинамика как теоретическая основа биоэнергетики....
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconЗакон Био-Савара-Лапласа. Графическое и аналитическое пояснение закона
Закон электромагнитной индукции. Опыты Фарадея. Правило Ленца. Самоиндукция. Взаимная индукция
Закон термодинамики примениние закона для изобарно-изотермических процессов iconПроект федерального закона
В целях защиты интересов и прав граждан нести в Федеральный закон от 13 декабря 1996 года n 150-фз «Об оружии» (далее – Закон) следующие...
Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница