Основы химической физики. Простов В.Н. - 20 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

2.ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ
ПОТЕНЦИАЛЫ
2.1. Обратимые, необратимые и самопроизвольные процессы.
Дадим ещё одно определение обратимого процесса, хотя оно и не
является общим.
Обратимым называется процесс, который можно в
любой момент времени заставить протекать в обратном
направлении, изменив какую-нибудь независимую переменную на
бесконечно малую величину. Обратимый процесс часто определяют
как ряд последовательных состояний равновесия. Такие процессы
являются идеализацией реальных процессов. Экспериментально к ним
можно приблизиться, но никогда нельзя достигнуть. Чтобы провести
конечный процесс обратимо нужно бесконечно большое время.
В качестве примера рассмотрим изотермическое расширение газа,
обратимое и необратимое. Начальные параметры газа Р
1
, V
1
, T
1
.
Расширение идёт до состояния 2 с параметрами Р
2
, V
2
, T
1
.
Предположим, что Р
2
равно давлению окружающей среды Р
0
.
20
Р
0
Полож. 2 (Р
0
,V
2
,Т
1
)
Р
внеш
Полож. 1
Р
1
,V
1
,Т
1
Рис. 2.1. Изотермическое расширение идеального газа от
давления Р
1
до давления окружающей среды Р
0
.
Обратимое расширение.
Расширение идёт таким образом, что внешнее давление меняется
от Р
1
– dP до Р
2
= Р
0
и в любой момент времени Р
внеш
= Р
внутр
– dP. Тогда
δA
обр
= – РdV и А
обр
=
−=
∫
−
∫
=−PdV
V
V
nRT
V
V
V
dV nRT
V
V
1
2
1
2
2
1
ln .
2.ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ
                    ПОТЕНЦИАЛЫ

  2.1. Обратимые, необратимые и самопроизвольные процессы.

     Дадим ещё одно определение обратимого процесса, хотя оно и не
является общим. Обратимым называется процесс, который можно в
любой момент времени заставить протекать в обратном
направлении, изменив какую-нибудь независимую переменную на
бесконечно малую величину. Обратимый процесс часто определяют
как ряд последовательных состояний равновесия. Такие процессы
являются идеализацией реальных процессов. Экспериментально к ним
можно приблизиться, но никогда нельзя достигнуть. Чтобы провести
конечный процесс обратимо нужно бесконечно большое время.
     В качестве примера рассмотрим изотермическое расширение газа,
обратимое и необратимое. Начальные параметры газа Р1, V1, T1.
Расширение идёт до состояния 2 с параметрами Р2, V2, T1.
Предположим, что Р2 равно давлению окружающей среды Р0.

                                Р0

                                                Полож. 2 (Р0,V2,Т1)

                            Рвнеш



                                                Полож. 1

                           Р1,V1,Т1



          Рис. 2.1. Изотермическое расширение идеального газа от
                     давления Р1 до давления окружающей среды Р0.

     Обратимое расширение.

      Расширение идёт таким образом, что внешнее давление меняется
от Р1 – dP до Р2 = Р0 и в любой момент времени Рвнеш = Рвнутр – dP. Тогда

                          V2               V2 nRT                  V2
     δAобр= – РdV и Аобр= ∫ − PdV = − ∫             dV = −nRT ln      .
                                                V                  V1
                          V1               V1

                                      20

Страницы