Заказ №38828

Какая термодинамическая функция была введена при формулировке первого закона термодинамики?

Решение:

Первый закон (первое начало) термодинамики - это, фактически, закон сохранения энергии. Он утверждает, что энергия изолированной системы постоянна. В неизолированной системе энергия может изменяться за счет: а) совершения работы над окружающей средой; б) теплообмена с окружающей средой. Существую другие формулировки этого закона: 1. Не возможно возникновение или уничтожение энергии (эта формулировка говорит о невозможности возникновения энергии из ничего и уничтожения ее в ничто). 2. Любая форма движения способна и должна превращаться в любую другую форму движения (эта философская формулировка подчеркивает неуничтожимость энергии и ее способность взаимно превращаться в любые другие виды энергии). 3. Вечный двигатель первого рода невозможен. (Под вечным двигателем первого рода понимают машину, которая была бы способна производить работу не используя никакого источника энергии). 4. Теплота и работа являются двумя единственно возможными формами передачи энергии от одних тел к другим. Для описания этих изменений вводят функцию состояния - внутреннюю энергию U и две функции перехода - теплоту Q и работу A. Математическая формулировка первого закона: dU = Q - A (дифференциальная форма) (1) U = Q - A (интегральная форма) (2) Буква в уравнении (1) отражает тот факт, что Q и A - функции перехода и их бесконечно малое изменение не является полным дифференциалом. В уравнениях (1) и (2) знаки теплоты и работы выбраны следующим образом. Теплота считается положительной, если она передается системе. Напротив, работа считается положительной, если она совершается системой над окружающей средой. 509 Термин энтальпия был предложен Каммерлинг-Оннесом; Гиббс предложил называть ее также тепловой функцией. Энтальпия это сумма внутренней энергии тела и произведения давления на объем. Н= U + PV; где: Н– энтальпия; U –внутренняя энергия; P – давление; V -объем. Удельная энтальпия i это отношение энтальпии тела к его массе. Удельная энтальпия это параметр состояния. Значение удельной энтальпии пара и воды при определенном давлении и температуре можно найти в справочнике. Пользуясь этими данными, можно определить количество теплоты, участвующее в процессе, или работу процесса. Термохимия изучает тепловые эффекты химических реакций. Во многих случаях эти реакции протекают при постоянном объеме или постоянном давлении. Из первого закона термодинамики следует, что при этих условиях, теплота является функцией состояния. При изобарном процессе (р = const). ΔU = Qp – A*Qp = ΔU + A = ΔH. где ΔH - функция состояния системы, называемая энтальпией. Qp – функция перехода, теплота реакции при постоянном давлении Таким образом, для изобарного процесса теплота его равна изменению энтальпии системы. А = p Δv. Qp = n*cp*(T2 - T1) 𝑄𝑝 = 𝑛 ∗ 𝐶𝑝 ∗ 𝑇1 𝑉1 (𝑉2 − 𝑉1) Итак, теплота, поглощаемая системой при постоянном давлении, равна изменению энтальпии системы ΔH = Qp. Изменение энтальпии можно представить в виде