Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Первое начало термодинамики. Термодинамика базируется на двух основных законах





Термодинамика базируется на двух основных законах.

Первый закон термодинамики выражается следующими уравнениями:

DU=Q+W (1.11)

dU=dQ+dW (1.12)

Внутренняя энергия системы( dU; DU) может увеличиваться при сообщении ей теплоты (dQ; Q ) и работы (dW; W) . Из этих трех энергетических величин только внутренняя энергия является функцией состояния системы и поэтому однозначно определяется параметрами системы.

dU=0 U=const (1.13)

Теплота и работа представляют собой формы передачи энергии и потому являются функциями процессов.

При dW=0 W=ådW=0 (1.14)

dQ=0 Q=ådQ=0 (1.15)

Работа делится на совершаемую против внешних сил, т.е. расширения

dWрас= - PdV; Wрас= - ò PdV (1.1)

и работу не связанную с изменением объема, условно называемую ’’полезной ’’ dW/,

W/= ådW/ (1.17)

Последняя может совершаться только при изменении состава системы.

Теплота зависит от теплоемкости системы (С) и температуры

dQ=nc(T)dT (1.18)

Q=ådQ=T1ò T2 nC(T)dT (1.19)

причем сама теплоемкость тоже зависит от температуры. Эта зависимость выражается уравнением: C(T)=a+bT+cT2+c/T-2 (1.20)

а, в, с, с/ - коэффициенты, зависящие от природы и агрегатного состояния вещества, определены экспериментально и приведены в справочниках физико-химических величин. При использовании различных справочников результаты расчетов могут несколько отличаться.

В случае приближенных расчетов обычно достаточно использование выражения:

с(Т)= а + bТ (1.21)

Для газообразных веществ различают теплоемкости при постоянном объеме (С v) и постоянном давлении (Ср), при чем

Cp-Cv=R=8,31Дж/моль×К (1.22)

Для идеальных газов теплоемкости постоянны и без учета энергии колебательного движения молекул (что справедливо при сравнительно невысоких температурах) равны:

для одноатомных молекул

CV=R×3/2 (1.23)

для двухатомных и линейных многоатомных молекул

CV=R×5/2 (1.24)

для нелинейных трехатомных и многоатомных молекул

CV=3×R (1.25)

Используя соотношение между теплоемкостями при постоянном давлении и постоянном объеме g=CP/CV (1.26)



значение которого для идеального газа зависит только от числа атомов в молекуле газа, для теплоемкостей можно использовать и такие выражения

Cp=gR/(g-1) (1.27)

Cv=R/(g-1) (1.28)

для одноатомных газов g = 5/3 = 1,67 (1.29)

для двухатомных газов g = 7/5 = 1,40 (1.30)

для трехатомных газов g = 9/7 = 1,30 (1.31)

Для жидких и твердых веществ теплоемкости Ср и СV близки по величине

р = СV ). (1.32)

Для твердых веществ, теплоемкость которых неизвестна, можно использовать правило Дюлонга и Пти, согласно которому молярная стандартная теплоемкость металлов постоянна и приблизительно равна 26,0 Дж/моль×К. Для сложных неорганических веществ при тех же условиях молярная стандартная теплоемкость равна сумме молярных стандартных теплоемкостей простых веществ, их составляющих (правило аддитивностей Неймана и Коппа). Эти правила удовлетворительно справедливы для веществ с молярной массой более 40. Для неметаллов теплоемкости значительно меньше (таблица 1). Для органических веществ выделяются атомно-групповые составляющие, теплоемкость которых определяется экспериментально. Общая теплоемкость веществ определяется как сумма групповых теплоемкостей (табл.2).

Пример: Пользуясь правилами аддитивности и данными таблиц 1 и 2, вычислить теплоемкость галенита (РbS), барита (ВаSО4) и уксусной кислоты (СН3СООН). Сопоставить данные с экспериментами.

Решение. Теплоемкость галенита равна теплоемкости Рb + теплоемкость

серы: 27,7+22,6=50,3 Дж/моль*К.

Экспериментальное Сoр,298= 50,4 Дж/моль К.

Теплоемкость барита = теплоемкости Ва+ теплоемкость S + теплоемкость кислорода ´ 4 = 27,8 + 22,6 + 4×16,7 = 117,2 Дж/моль×К.

Экспериментальное С0р298= 117,8 Дж / моль×К.

Теплоемкость уксусной кислоты (СН3СООН) = сумме теплоемкостей атомных составляющих - СН3+ -С=О = 41,3+79,9= 121,2 Дж/моль×К.

½¾ОН

Экспериментальное С0р,298= 123,4 Дж/моль×К.

Таким образом, расчетные данные близки к экспериментальным.

Таблица 1. Теплоемкости некоторых простых веществ и соединений при постоянном давлении и стандартной температуре

Элемент М1, г/моль С0р,298 Дж/моль К Соединение С0р,298 Дж/моль×К
С 12,0 7,5 ZnS 48,1
Н 1,0 9,6 РbS 50,4
Si 28,1 15,9 PbSO4 109.4
O 16,0 16,7 BaSO4 117,8
S 32,1 22,6 Bi2O3 116,9
Zn 65,4 26,4    
Pb 207,2 27,7    
Ba 137,4 27,8    

Таблица 2

Теплоемкости атомно-групповых составляющих

некоторых органических веществ

Атомные группы C0р,298 Дж/моль×К
-СН2- 26,4
-СН3 41,3
O / / -С \ ОН   79,9  
-NH2 63,6
-NO2 64,0
-S- 44,3
-C6H5 127,6
-O- 35,5
O // -C \ O-   60,75
-O-H -C=O   46,02 61,5







Date: 2015-05-09; view: 258; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.013 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию