Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
| Ішкі энергия. Ішкі энергия (U) системаның жалпы энергия қорын сипаттайды. Оның құрамына системаны кұрайтын электрондардың, ядролардың, атомдардың, молекулалардың, бөлшектердің, өзара әрекеті мен қозғалыстарындағы энергияның барлық түрлері енеді. Әйтсе де ішкі энергияра сыртқы күш өрісіндегі потенциалдық энергия мен системадағы кинетикалық энергия енбейді. Оның абсолюттік мәнін ең, қарапайым система үшін де анықтау мүмкін емес және термодинамика мақсаты үшін ол керек емес. Система бір күйден екіншіге ауысқан кездегі оның, ішкі энергия өзгерісінің мәнін табу маңызды ΔU= U2 - U1. Қарастырылып отырған процестегі системанық ішкі энергиясы көбейсе (артса), онда ΔU оң, азайса теріс болады.
Система өзін қоршаған ортамен әрекеттескенде пайда болатын құбылысты жұмыс дейді. Осындай жұмыс нәтижесінде системаның тепе-теңдігін бұзған сыртқы күш жойылады. Сонымен жұмыс дегеніміз энергияны берудің макроскопиялық түрі екен. Олай болса, жұмыс жүргізілуі үшін сыртқы күштің болуы шарт. Енді осы ойды түсіндіру мақсатымен, газ көлемінің, үлғаюы кезіндегі жұмысты қарастырайық (З-сурет).рІ бастапқы қысым — және V2 көлемі басым. Цилиндрдің 1 және 2 нүктесінде поршеньді ұстап тұратын шектеуіштер орнатылған делік (3, а-сурет). Поршеньге сырттан қысым түсірілсін, ол поршень астындағы, яғни цилиндр ішіндегі әуелгі қысымнан р1 аз болсын: р2<р1. Егер 1-шектеуішті босатсақ, онда газдың көлемі ұлғайып, кысымның көлем өзгерісіне көбейтіндісіне тең шамадағы жұмыс атқарылады: А = р2 · (V2-V1) =р2 ΔV (3, б-сурет). Поршеньнің сыртқы қысымы р2 азайған сайын, газ көлемінің, ұлғаюы кезінде атқарылатын жұмыс шамасы да азаяды және р2 = 0 болса, А = 0. Ал, сыртқы қысым ішкі қысымнан шексіз аз мөлшердегі қысымға ғана артық болса, онда ең көп жұмыс атқарылады, оны максималды жұмыс дейді. Жылу дегеніміз бір-біріне түйіскен денелердегі молекулалардың өзара соқтығысу (қақтығысу) арқылы, яғни система ішінде жылу алмасу жолымен энергияны беру, жеткізу түрі. Ал жылу алмасу — макроскопиялық не ретсіз қозғалыстағы бөлшектердің энергияны беру түрі. Жылудың бағытын және өзара берілуін, қозғалысьн температура көрсетеді. Жұмыс (А) пен жылу (Q) ішкі энергия (U) сияқты системалардың қасиетін көрсетпейді, олар тек энер-гияны бір системадан екіншіге жеткізеді. Жылуды беру немесе жұмысты атқару үшін система өзін қоршаған ортамен не басқа системалармен әрекеттесуі қажет. Көбіне, система өзін қоршаған ортамен не басқа систе-малармен әрекеттесуі қажет. Әдетте, система өзін қоршаған ортадан не басқа системадан жылу алса, жылуды және осы кездегі система атқарған жұмысты оң, ал кері жағдайда теріс дейді. Энтальпия. Қөптеген процестерді термодинамикалық тұрғыдан қарастырғанда ішкі энергиямен қатар функциясы да жиі кездеседі. Мұндағы р — система қысымы; V — система көлемі. Осы теңдеудің оң жағындағы көбейтіндіні (рV) системадағы потенциалды энергиямен теңестіруге болады. Энтальпияны «системадағы кеңейтілген энергия» немесе «жылу ұстағыштық» деп те айтады. Энталышя да ішкі энергия сияқты система күйінің функциясы және оның процестер кезіндегі өзгеруі. Ол процестердің қалай, қандай жолмен өткеніне тәуелді емес, тек системаның бастапқы және соңғы күйіне байланысты. Энталышяның абсолюттік мәнін анықтау мүмкін емес. Өйткені оны өрнектейтін термодинамикалық теңдеу белгісіз және табуға мүмкіндік жоқ. Сондықтан да көптеген процестерде энтальпия мәнінің өзгеруі ғана ескеріледі: (10) Энтальпия терминін 1909 жылы Оннес енгізген, ол гректің «эн»— ішкі және «тальпэ»— жылу деген сөздерінен алынған. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|