Химиялық термодинамиканың негізі § термодинамиканың бірінші заңы термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар
жүктеу/скачать 0,9 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ΔΗ=ΔΗ I + ΔΗ II + ΔΗ III =-60,1-347,3 + 401,0=-6,4 ккал Идеал газдың ұлғаю жұмысы.
| (СООН)2 (қ)+2 СН3ОН (с) = (СООСН3)2 (с)+2 Н2О (с)
Катты күйдегі қымыздық қышқылы метил спиртімен әрекеттесіп, эфир және су түзеді. Енді осы реакцияның жылу эффектісін есептеу керек. Ол үшін реакцияға қатысатын әрбір қосылыстың жану жылуын табамыз: 1. (СООН)2 (қ)+0,502 (г)=2СО (г)+Н2О (с); ΔН1 = —60,1 ккал; 2. 2СН3ОН (с)+302 (г)=2С02 (г)+4Н20 (с); ΔНІІ = —347,3 ккал; 3. (СООС3Н)2 (с) + 3,502 (г)=2СО2 (г)+ЗН2О (с); ΔНІІІ = —401,0 ккал. Гесс заңына жүгінсек, реакцияның жылу эффектісі: ΔΗ=ΔΗI + ΔΗII + ΔΗIII =-60,1-347,3 + 401,0=-6,4 ккал Идеал газдың ұлғаю жұмысы. Менделеев-Клапейрон теңдеуімен күйін ернектеуге болатын газды идеал газ дейді. Ол ішкі энергиясы температураға тәуелді, қысым мен көлемге тәуелсіз газдар туралы түжырымдалған Гей-Люссак-Джоуль заңына бағынады. Қысым мен көлем ішкі энергияға ешбір өзгеріс енгізбесе, онда жұмыс газдың ұлғаюы кезінде ғана жүреді. Оны бұл топтағы газдармен тығыз байланысы бар кейбір құбылыстарға арнап, термодинамиканың бірінші заңымен ұштастырып, қолдануға болады. Газ көлемі ұлғайғанда шамалы болса да жұмыс істеледі. Жұмыстың мөлшері термодинамикалық процесті жүргізу түрі мен әдісіне, жағдайына, сондай-ақ газ көлемінің өзгерісіне байланысты. Ал газ ауасыз, кедергісіз бос орынға ауысса ешбір жұмыссыз-ақ, бос орынды толтырады. Ендеше, газ ұлғаю кезінде жұмыс пайда болу үшін міндетті түрде кедергіге кездесуі керек екен, яғни газ ұлғаю кезінде кездесетін кедергі көбейген сайын, мұның нәтижесінде алынатын жұмыс та артады. Гей-Люссак-Джоуль заңы тәжірибе негізінде тұжырымдалса да, оны теориялық тұрғыдан қарастырып, термодинамиканың екінші заңы арқылы дәлелдеуте болады. 1809 жылы Гей-Люссак және 1844 жылы Джоуль көптеген тәжірибе жүргізді. Олардың қысқаша мазмұны мынадай: Шүмегі бар түтік арқылы жалғасқан екі баллон су құйылған ыдыс ішіне орналасқан. Судың температурасы термометрмен өлшенеді. Баллонның біреуінің ішіндегі газдың кысымы р1, ал екіншісі бос, демек р2 = 0. Егер шүмекті ашсақ, газ бос баллонға ауысады. Осы сәтте бірінші баллон салқындаса, екінші баллон жылынады. Ал газ қысымы теңелген соң, судың температурасы өзінің, тәжірибеге дейінгі мәніне қайта келеді. Ендеше, екеуіндегі қысым да, көлем де бірдей, мұндайда ешбір жұмыс істелмейді, яғни олардың ішкі энергиясы да, жұмыс та нөлге тең. Бұл айтылғандардың бәрі термодинамиканың бірінші заңымен толық үндестік табады. Енді көлденең қимасының ауданы S болатын цилиндр ішінде жүретін газдың қайтымды ұлғаюын қарастырайық (5-сурет). Мұндағы система қарсы жұмыс істейтін сыртқы қысымды р, поршеньннің шексіз кішкене биіктікке жылжуын dһ арқылы белгілеп, поршень ешбір кедергісіз қозғалады дейік. Егер поршеньді_ қозғайтын күш қима ауданы мен қысым көбейтіндісіне тең болса (р·S),осы күштің атқарар жұмысы: А = рSdh, немесе Sdһ көлемнің өзгеруіне (dV) тең болғандықтан Бұл теңдеуді шешу үшін қысымның көлемге тәуелділігін білу керек. Ол үшін изобаралық, изотермалық, адиабаталық және изохоралық процестердегі идеал газдардың жұмысын қарастырайық. жүктеу/скачать 0,9 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|