Химическая термодинамика. Лямина Г.В - 4 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

7
ем системы остается постоянным: dV = 0. Тогда элемен-
тарная работа расширения системы будет А = PdV = 0.
При этих условиях уравнение (1.3) преобразуется:
δQ
V
= dU, (1.4)
δQ
V
= U
1
+U
2
= ΔU. (1.5)
Следовательно, при V = const теплота Q
V
приобрела свой-
ства функции состояния, т.е. не зависит от пути процесса.
2. Изобарный процесс. При изобарном процессе
(Р = const)
PdV = d(PV). (1.6)
На основании (1.3) и (1.6) получаем
dQ
P
= dU + d(PV) = d(U + PV) = dH, (1.7)
где Н = U + PV – функция состояния, которую называют
энтальпией системы (Р, V – параметры состояния). Таким
образом, при постоянном давлении теплота равна измене-
нию энтальпии системы:
dQ
P
= H
2
– H
1
= ΔH. (1.8)
Так как H = U + PV является функцией состояния, то
теплота Q
P
при Р = const также приобретает свойства
функции состояния. Когда теплота передается системе при
постоянном давлении, то она расходуется не только на
увеличение внутренней энергии – (U)
P
, но и на соверше-
ние работы против внешнего давления – работы расшире-
ния.
Работа расширения газа от V
1
до V
2
при квази-
статическом изобарном процессе описывается уравнением
2
1
V
V
А PdV = P(V
2
– V
1
).
(1.9)
3. Изотермический процесс. Передача теплоты при
Т = const от одного тела к другому является квазистатиче-
8
ским процессом. Для идеального газа, а также для реального
газа при невысоких давлениях внутренняя энергия является
функцией только температуры. Отсюда при изотермических
процессах U = const, и уравнение (1.3) принимает вид
dQ
T
= δA = PdV, (1.10)
и
dQ
T
= A. (1.10а)
Следовательно, при изотермическом процессе сообщенная
системе теплота целиком превращается в работу расшире-
ния. Для одного моля идеального газа P = RT
V. Подставив
эту формулу в уравнение (1.10) и проинтегрировав его, по-
лучим выражение для работы изотермического расширения
одного моля идеального газа
).ln()ln(
2112
PPRTVVRTA
(1.11)
4. Адиабатный процесс. Согласно уравнению (1.3)
при адиабатном (Q = 0) расширении газа
δA = –dU (1.12)
и
.
21
UUUA
(1.13)
Следовательно, при адиабатном процессе работа соверша-
ется системой за счет убыли ее внутренней энергии.
Теплоемкость
В работе, совершаемой системой, выделим две части:
одну, связанную с изменением объема системы (работу
расширения), и другую, называемую полезной работой.
Теплоемкость системы равна количеству теплоты,
которое необходимо сообщить этой системе для ее на-
гревания на один градус в условиях отсутствия полезной
работы.
Различают теплоемкости удельную, молярную, сред-

Страницы