Работу выполнил__________________ Работу принял_________________Работу выполнил__________________ Работу принял_________________ Дата выполнения__________________ Отметка о зачете_______________ Основные понятия. Наука об условиях протекания процессов, сопровождающихся изменением энергии, называется термодинамикой. Термодинамическая система - совокупность изучаемых объектов (веществ, тел), отделенных от окружающей среды физической или мысленной границей. Система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией, называется изолированной. Состояние системы характеризуется совокупностью физических величин - термодинамических параметров: температурой (Т), давлением (p), объемом (V), концентрациями веществ (С) и др., а также функциями состояния - величинами, зависящими от параметров системы. К функциям состояния относятся: внутренняя энергия (U), энтальпия (H), энтропия (S), энергия Гиббса (G). Параметры и функции состояния системы характеризуют свойства системы и не зависят от способа достижения данного состояния, т.е. их значения определяются только начальным и конечным состояниями системы и не зависят от пути перехода из начального состояния в конечное. Любое изменение состояния системы (т.е. изменение хотя бы одного параметра) называется термодинамическим процессом. В зависимости от поддерживаемых постоянных параметров различают процессы: изотермические (T = const), изобарные (p = const), изохорные (V = const), адиабатические (Q = 0). В зависимости от направления передачи теплоты процессы квалифицируют как экзотермические (выделение теплоты) и эндотермические (поглощение теплоты). Первое начало термодинамики. Любая система обладает запасом внутренней энергии (U), которая складывается из потенциальных и кинетических энергий всех частиц, составляющих данную систему. Первое начало термодинамики: изменение внутренней энергии системы (DU = Uкон - Uисх ) происходит за счет теплоты, полученной системой (Q), и работы (W), совершенной над ней: DU = Q + W (1) Внутренняя энергия зависит только от параметров системы и является функцией ее состояния, теплота и работа в общем случае зависят от пути протекания процесса и не являются функциями состояния системы. Положительному значению теплоты соответствует теплота, полученная системой, т.е. для эндотермического процесса Q > 0, для экзотермического процесса Q < 0. Химические реакции в большинстве случаев сопровождаются только механической работой расширения системы Wмех = p × DV. Положительному значению механической работы (Wмех > 0) отвечает работа системы над окружающей средой (работа расширения, DV > 0). Если работа производится над системой (работа сжатия, DV < 0), то Wмех < 0. Учитывая это, для систем, в которых возможна только работа расширения, выражение первого начала термодинамики принимает вид: DU = Q - p × DV (2) Для изолированной системы: Q = 0, W = 0, следовательно DU = 0, таким образом внутренняя энергия изолированной системы постоянна.
|
