ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Энтальпия из "Краткий курс физической химии" При составлении балансов тепловых явлений необходимо учитывать три составляющие — работу, внутреннюю энергию и тепло. [c.8] При этом процесс проводится так, что на любой его стадии сохраняется соотношение между р и У, соответствующее уравнению (1.5), т.е. что процесс состоит из совокупности состояний равновесия. Подобный воображаемый процесс, который, естественно, должен быть бесконечно медленным, называется обратимым.) Такие процессы при возвращений системы в исходное состояние, в нашем случае при сжатии газа, проходят те же самые промежуточные состояния, что и при переходе из начального в конечное состояние. [c.9] Из уравнения (1.4) видно, что величина работы может быть найдена графически по площади, лежащей под кривой, выражающей зависимость р от V. Следовательно, работа зависит от пути процесса. Рассмотрение процесса расширения показывает необходимость введения понятия внутренней энергии. Представим, что совершающий работу газ заключен в теплонепроницаемом цилиндре с поршнем. В этом случае единственный источник работы — сам газ, и мы должны ввести понятие о его внутренней энергии U. Очевидно, что работа совершена за счет уменьшения U, и при этом газ охладился. Какова же природа внутренней энергии материальной системы В нее входят кинетическая энергия движущихся молекул, потенциальная энергня их взаимодействия, а также энергия частиц, составляющих атом, в том числе ядерная энергия. [c.9] Изменение внутренней энергии зависит только от энергии — начального состояния и С/г — конечного и не зависит от пути процесса. [c.10] В изолированных системах составляющие баланса ограничиваются внутренней энергией и работой. Если же система не изолирована, то она обменивается энергией с окружающей средой. Поступающая извне энергия может расходоваться как на производство работы (например, при расширении газа), так и на увеличение внутренней энергии системы (повышение температуры). [c.10] В зависимости от характера процесса сопровождающее его изменение внутренней энергии может по-разному распределяться между теплом и работой. Например, при расширении газа в пустоту работа равна нулю. [c.11] Тепло и работа не являются функциями состояния и зависят от пути процесса. Их бесконечно малые порции не являются полными дифференциалами какой-либо функции и в отличие от внутренней энергии обозначаются б 7 и бЛ. Вообще q n А характеризуют процессы, а не состояния и представляют собой формы передачи энергии, а не саму энергию. [c.11] Используя уравнение (1.9), найдем выражения для 7 и Л в простейших процессах. Выведенное выше уравнение (1.6) характеризует работу при изотермическом расширении идеального газа. Так как в этом случае dU=Q, то 6 7=6Л, т.е. все подведенное тепло превращается в работу и д=А. [c.11] Эта экспериментально определенная разность составляет 1,987 кал/(моль-К). Вместе с тем R — это работа расширения моля газа при нагревании на 1 К при р— = 1 ат , которая в механических единицах составляет 8,309 Дж. Отсюда следует, что 1 кал эквивалентна приблизительно 4,18 Дж. Таким путем в середине прошлого века впервые был найден механический эквивалент тепла, что явилось важным этапом при обосновании первого закона термодинамики. [c.12] Вернуться к основной статье