Термодинамикалық түсініктер мен анықтамалар

жүктеу/скачать 55,5 Kb.

бет	2/2
Дата	21.12.2023
өлшемі	55,5 Kb.
	#141968

1 2

Жылу эффектісі және температура
Негізгі әдебиеттер

Жылу сыйымдылық
Химиялық термодинамикада химиялық өзгеріс кезінде жылу мен жұмысты анықтаудың мәні зор.
Ұлғаю жұмысын жүйенің параметрлері арасындағы тәуелділікті көрсететін жүйенің күй теңдеуі берілген жағдайда есептеуге болады. Ең қарапайым күй теңдеуі идеал газ күйінің теңдеуі:
PV RT
Жылу – жүйенің жылу сыйымдылығы белгілі болғанда есептеледі.
С   Q/dT
Изохоралық процесте: Vconst, сондықтан A0; олай болса,
 Q  dU ,  Q   c_v dT , Q_v  c_v(T₂ – T₁)
Изотермиялық процесте: Tconst, сондықтан, 1 моль идеал газдың ұлғаю жұмысы:
V₂
A   pdV = RT lnV₂/V₁= RT lnP₁/P₂= 2,3 RT lgV₂/V₁= 2,3 RT lgP₁/P₂
^V₁

Изобаралық процесте: Pconst, сондықтан, 1 моль идеал газдың ұлғаю жұмысы:

A  0,  Q_p   c_p dT , Q_p  c_p(T₂ – T₁)

Адиабаттық процесте:  Q 0, сондықтан A  -U, U   c_v dT  c_v (T₂ – T₁);

олай болса, A  -c_v (T₂ – T₁)

Мысалы, оқшауланған системаларда жылудың да, жұмыстың да өзгерісі болмайтындықтан, термодинамиканың бірінші заңы былай өрнектеледі:

dU = 0 (U = соnst)
яғни оқшауланған системалардағы ішкі энергия тұрақты шама.
Ашық системалар үшін, ішкі энергияның экстенсивтік шама және оның система массасына байланысты екенін ескерген жөн. Олай болса, термодинамиканың бірінші заңы ашық системалар үшін:
U = Q - A + Em және dU =  Q -  A + d Em
мұндағы Em системадағы масса өзгерісіне байланысты энергия.
Жылу эффектісі және температура. Жылу эффектісі мен температура бір-біріне өте жақын ұғымдар. Олардың арасындағы негізгі байланысты анықтап, жылу эффектісінің температураға тәуелділігін көрсететін теңдеуді тұжырымдау үшін мына теңдеулерді пайдаланамыз:
Q_v  U U₂ –U₁Q_p  H  H₂– H₁
Мұндағы, U₁ мен H₁ реагенттердің ішкі энергиясы мен энтальпиясы, ал U₂ мен H₂ өнімнің ішкі энергиясы мен энтальпиясы. Реакция кезіндегі системаның жылу эффектісінің температураға тәуелділігін анықтау үшін осы теңдеулерді температура бойынша дифференциялдау керек:
dQ_v/ dT dU₂/dT – dU₁/dT
dQ_P/dTdH₂/dT – dH₁/dT
Сол сияқты энтальпияның мәнін көрсететін теңдеуде қысым тұрақты болса, онда рV де тұрақты болады:
H  U + pV p=const; онда c_pdH/dT  dU/dT + p(dV/dT)
Системаның жылу сыйымдылығы, сол система кұрамына енетін компоненттердің жылу сыйымдылықтарының қосындысына тең:
c_vn_ic_vic_pn_ic_pi
мұндағы п_Г—і компонентіндегі моль саны; с_v — молярлі изохоралық жылу сыйымдылығы: c_p — молярлі изобаралық жылу сыйымдылығы. Қорытынды мынадай теңдеулерді жазуға болады:
Q_v[(n_ic_vi)_өнім –(n_ic_vi)_{реагент}] dT
Q_P[(n_ic_pi)_өнім –(n_ic_pi)_{реагент}] dT

Теңдеуді Т₁ және Т₂ температуралық интервалында интегралдасақ, төмендегі теңдеулерді аламыз:

T₂
(Q_v)T₂ -(Q_v)T₁  [(n_ic_vi)_өнім –(n_ic_vi)_{реагент}] dT
T₁
T₂
(Q_p)T₂ - (Q_p)T₁  [(n_ic_pi)_өнім –(n_ic_pi)_{реагент}] dT
T₁
Бұл Кирхгоф теңдеуі деп аталады, оның математикалық тұжырымдамасы Кирхгоф заңы делінеді: реакциялардың жылу эффектісінің температуралық коэффициенті (dQ/ dT) реакцияға түсетін заттардьщ соңғы жэне әуелгі күйдегі жылу эффектілерінің қосындыларының айырмасына тең.

Негізгі әдебиеттер: 5.10-85б.
Қосымша әдебиеттер: 6.18-60б; 7.33-56 б.
Білімді тексеруге арналған сұрақтар:

Химиялық термодинамика нені зерттейді?
Термодинамиканың І-заңының математикалық өрнегі мен формулировкасын айтыңыз.
Гесс заңы мен оның салдары, математикалық өрнектері мен анықтамаларын баяндаңыз.
Энтальпия, оның өлшембірлігі.
Кирхгофф теңдеуінің өрнегі.

жүктеу/скачать 55,5 Kb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2