ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Однокомпонентные гомогенные системы Идеальный газ из "Химическая термодинамика Издание 2" В заключение настоящей главы необходимо напомнить следующее положение. [c.122] Ёсла система находится в состоянии равновесия, то при действии на нее сил, вызывающих нарушение равновесия, система переходит в такое состояние, в котором эффект внешнего воЗ действия ослабляется. [c.122] Это положение, называемое принципом смещения равновесий или принципом Ле-Шателье (1884), отражает тот ф кт, что систем , в которой наступило истинное (незаторможенное) равновесие, находится в самом естественном своем состоянии изобарный потенциал (при Р, Т = onst) в ней уже не может уменьшаться. [c.122] Внешнее воздействие в подавляющем большинстве случаев может осуществляться путем подведения (или отбора) энергии в форме теплоты, сжатия (или расширения) системы, добавления (отбора) тех или иных веществ. Эффектами воздействия будут соответственно изменения температуры, давления и концентрации. Так, при нагревании равновесной системы в ней возникают изменения, связанные с поглощением теплоты наоборот, понижение температуры вызывает процессы, сопровождающиеся выделением теплоты. При увеличении давления на систему в ней возникают изменения, вызывающие уменьшение объема системы наоборот, уменьшение давления вызывает процессы, связанные с увеличением объема системы. [c.122] Опуская обоснование принципа смещения равновесия, который выводится из второго начала термодинамики, отметим, что он указывает лишь направление изменения в равновесной системе. В этом отношении рассматриваемый принцип уступает второму началу и вытекающим из него следствиям, которые позволяют указать не только характер, но и величину изменения. Однако принцип смещения равновесий имеет то преимущество, что дает возможность сразу указать направление изменения без каких-либо дополнительных, иной раз весьма многочисленных д нных. [c.122] Решению этой задачи в применении к различным конкретным случаям посвящена ббльшг я часть дальнейшего изложения. [c.123] Решение. 1. Повышение температуры должно вызвать процесс, протекающий с поглощением теплоты, т. е. парообразование. Восстановление нарушенного равновесия можно осуществить либо понижением температуры до первоначального значения, либо изменением давления. При этом, так как мольный объем жидкости меньше мольного объема пара, необходимо увеличивать давление до тех пор, пока оно не станет равным давлению насыщенного пара при повышенной температуре. Другими словами, с ростом температуры давление насыщенного пара увеличивается. [c.123] Решение. 1. При увеличении поверхности жидкости ее температура понижается, так как при нагревании поверхностное натяжение уменьшается. [c.123] Идеальный газ характеризуется отсутствием межмолекулярных сил и исчезающе малым объемом молекул по сравнению с объемом, занимаемым газом. Состояние идеального газа является предельным гипотетическим состоянием всех тел при достаточно низких давлениях и достаточно высоких температурах. [c.124] Поэтому для идеального газа фавнение dU = ydT (111,9) справедливо на только при кзохорном, но и при любом процессе, при котором давление и объем подвергаются произвольным изменениям. [c.125] Рассмотрим, как конкретизируются общие термодинамические соотношения в применении к идеальному газу. [c.125] Уравнение (VI, 5), выражает закон Бойля (1662) — Мариотта (1676). [c.125] В соответствии с уравнением (VI, 4) при Р = onst связь между V к Т линейная значит, правая часть уравнения (дСр/ Р)у= — T(d VldT )p (IV, 24) равна нулю, т. е. Ср не зависит от Р. Аналогично можно показать, что Су не зависит от V. Следовательно, Ср и Су являются функциями лишь температуры. [c.126] В промышленности часто применяются смеси газов, находящиеся под столь небольшим давлением, что взаимодействием между их молекулами можно пренебречь (исключая химическое взаимодействие), т. е. считать, что компоненты смеси ведут себя незавксимо друг от друга. Такие смеси называются идеальными. К ним можно отнести газовые смеси ряда химических производств, дымовые и колошниковые газы, воздух, отработанные газы двигателей внутреннего сгорания и многие дрз гке газовые смеси. [c.126] Смеси идеальных газов характеризуются аддитивностью парциальных давлений и парциальных объемов. [c.126] Таким образом, для вычисления энтропии компонента смеси идеальных газов можно пользоваться уравнением (IV, 19) или (17,18), только Р надо заменить на Р , V на К,-, S на Sf и л на л,-. [c.128] Следует иметь в виду, что S =7 2 i- Разность S — 2будет равна изменению энтропии при смешении газов (dS при диффузии каждого компонента от Vi до 2 Уд- Последняя величина не зависит от степени различия газов и определяется только их концентрацией изменение же энтропии при смешении двух порций одного газа будет равно нулю (парадокс Гиббса). [c.128] Решение. При нагревании в палладиевый сосуд будет диффундировать водород до тех пор, пока давление водорода внутри сосуда не сравняется с давлением вне его поэтому манометр покажет суммарное давление. [c.129] Пример 5. Газ, состоящий из 5,5 /о СО, 35,7% СО, 36,2% На и 22,6 /oN2 (по объему), поступает в сатурационную башню, в которой он насыщается водяным паром, после чего покидает ее при / = 90 и Р = 760 мм рт. ст. Вычислить объем и состав уходящего газа и вес воды, уносимой на каждые 100 м газа, поступающего на сатурацию, если относительная влажность его равна 0,85. [c.129] Вернуться к основной статье