Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"
жүктеу/скачать 9,08 Mb. Pdf көрінісі
|
Белик Физикалық және коллоидтық химия
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.1.7. Жҧмыстың, жылулық пен ішкі энергия ӛзгерістерінің ӛзара байланысы
|
2.1.6. Энтальпия Энтальпия H - заттың, қысымның және температураның сипатына қарай жағдайдың кең ауқымды қызметі: H = U + pV . Бҧл жаңа қызметінің енгізілуі толығымен ӛзін ӛзі ақтады, себебі кӛптеген процесстер ҥнемі (автоклавта) тҧрақты кӛлемде емес, тҧрақты қысымда (ашық реакторда) жҥзеге асырылады. Мҧндай процесстерді энтальпия терминдерімен сипаттау ыңғайлы болып табылады. Энтальпияны қолдана отырып, термодинамиканың бірінші заңының тағы бір математикалық тҧжырымын алуға болады: Q = dН +V p d , (2.5) Теңдеу (2.5) ішкі энергияның жалпы дифференциалы ҥшін (U = H – pV: dU = dH - p d V - Vdp ӛрнектің және (2.4) теңдеуінің негізінде алынады. 2.1.7. Жҧмыстың, жылулық пен ішкі энергия ӛзгерістерінің ӛзара байланысы Кеңейту жҧмыстары орындалатын және пайдалы жҧмыс жҥргізілмейтін идеал газдың бір мольнің қатысуымен ӛтетін процесстерді қарастырайық. 1. Изохронды процесс тҧрақты кӛлемде жҥреді: d V = 0. Жҥйенің кеңеюінің қарапайым жҧмысы 5W = p dV = 0 тең болады. Осы жағдайларда (2.4) теңдеуі келесі формаға айналады: 36 Демек, V = const ҥшін жҥйеге жеткізілетін барлық жылу ішкі энергияны ҧлғайтуға жҧмсалады. V = const кезінде жылу Q V функциясы жай-кҥй функциясының қасиеттерін алады, яғни процесстің жолына байланысты емес. 2. Изобариялық процесс тҧрақты қысым кезінде жҥзеге асырылады: dp = 0. Жҥйенің кеңеюінің қарапайым жҧмысы мынаған тең: Мінсіз газдың бір моль ҥшін бізде V = RT/p, болса, онда кеңейту жҧмысы ҥшін теңдеу келесідей болады: W = R (T 2 – T 1 ). P = const болғандағы (2.4) теңдеуі ҥшін келесі формула болады: Q p = dU + p dV = dH немесе жҥйенің кҥйін тҥпкілікті ӛзгерту ҥшін Q p = U + p V = AH. Осылайша, p = const ҥшін кіріс жылуы жҥйенің ішкі энергиясын ҧлғайтуға және кеңейту жҧмыстарын орындауға жҧмсалады. Энтальпия жай кҥй функциясы болғандықтан, жылу Q p зат кҥйінің функциясының қасиеттеріне ие болады. 3. Изотермиялық процесс тҧрақты температурада жҥреді: dT = 0. Изотермиялық процесске қатысатын мінсіз газдың 1 молінің ішкі энергиясының ӛзгерісі нӛлге тең болады (dU = 0) және термодинамиканың бірінші заңы болады. Q = W = p dV Осылайша, барлық жылу жҧмыстарды орындау ҥшін жҧмсалады (немесе барлық жҧмыс жылуға ӛтеді): ∫ ∫ 37 2.2. сурет Идеалды газдың кеңею жҧмысы (1) изобаралық; (2) изотермиялық, (3) адиабат- ты (4) изохронды про- цесстерде 4.Адиабатты процесс жҥйе мен қоршаған орта арасында жылу алмасу болмаған кезде ( Q = 0) орын алады. Бҧл жағдайда термодинамиканың бірінші заңының теңдеуі мынадай болады W = -dU немесе W = - U = U 1 - U 2 . Демек, адиабатикалық процессте жҧмыс ішкі энергияны азайту есебінен жҥйе арқылы жҥзеге асырылады.Қарастырылған процестер ҥшін қысым-кӛлем координаттарындағы ӛрнектер 2.2. суретте берілген. Қисық сызықтағы фигураның ауданы мінсіз газдың кеңейтілген жҧмысына тең (кӛлемнің V 1 ден V 2 ге дейін ӛзгеруімен). Егер мінсіз газды кеңейту жҧмысын қарастырылған термодинамикалық процестерде салыстырсақ ең ҥлкен кеңейту бойынша жҧмыс изобариялық процессте, изотермиялық процессте аз жҧмыс және адиабатикалық процессте кішігірім жҧмыс атқарылатынын кӛреміз Изохорлық процесстегі кеңею жҧмысы нӛлге тең. жүктеу/скачать 9,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|