Термодинамиканың бірінші заңы

Июль 25, 2022

Главная
Физика
Термодинамиканың бірінші заңы

Содержание

2. Термодинамиканың бірінші заңы Δ символы макроскопиялық өзгерісті белгілеу үшін, ал d шексіз аз өзгерістерді белгілеу үшін
3. Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс. Системаның бір күйден екінші күйге өткенде атқаратын жұмысы процесс жүруі
4. Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс.
5. Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс. 24-суретте(в) көрсетілген процесс тура және кері бағыттарда тепетеңдік күйлеріне шексіз
6. Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы. 1) Изобарлық процес қысымның тұрақтылығымен сипатталады. Тұрақты қысымға қарсы ұлғаю жұмысы
7. Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы. 2) Изохорлық процестер көлем тұрақтылығымен сипатталады. Егер процесс кезінде системаның көлемі
8. Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы. Изотермиялық процесс температураның тұрақтылығымен сипатталады. (47) Егер газ идеал десек Р
9. Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы. изотермиялық процесте системаның үстінен атқарылған жұмыс толығымен жылуға айналады, немесе керісінше,
10. Тұрақты көлемде және тұрақты қысымда жүретін реакциялардың жылу эффектілерінің арасындағы байланыс Н = U + PV
11. Гесс заңы Химиялық реакцияның жылу эффектілерін қарастыратын термодинамиканың тарауын термохимия деп атайды. Ең алғаш термохимияның екі
12. Гесс заңы C(қ)+O2(г) = CO2 (г) ΔН1 Екінші жол бойынша CO2 екі сатыда алынады; оларды қосып
13. Гесс заңының салдарлары 3-салдар: Реакцияның жылу эффектісі реакция өнімдерінің түзілу жылулары мен бастапқы реагенттердің түзілу жылуларының
14. Гесс заңының салдарлары 4-салдар: (Жану жылуын еске түсіріңіз). Егер реакцияға қатысушы заттардың жану жылулары белгілі болса,
16. Скачать презентацию

Слайд 2

Термодинамиканың бірінші заңы
Δ символы макроскопиялық өзгерісті белгілеу үшін, ал d шексіз

аз өзгерістерді белгілеу үшін қолданылады. Олай болса I – заңды мына түрде де жазуға болады:
dU=δq+δA

(41)

(42)

dU – (толық дифференциал), себебі U күй функциясы ΔU= U2- U1,
ал q мен A жолға тәуелді, сондықтан олардың шексіз аз өзгерісі үшін δ символ қолданылады.

Слайд 3

Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс.
Системаның бір күйден екінші күйге өткенде

атқаратын жұмысы процесс жүруі кезінде системаның сыртқы параметрлерінің шамасы мен өзгеру сипатына тәуелді болады.

Сыртқы қысым белгілі бір шамаға өзгергендегі системаның ұлғаю процесін схемалық түрде қарастырайық.

24 – сурет. Тепе -теңдіктегі емес (а, б) және тепе-теңдік (в) процестердің схемалық бейнеленуі
Процесс жүруі төменгі қисықтармен бейнеленген: сыртқы қысымның әр ырғып азаюына көлемнің ырғып өзгеруі сәйкес келеді. Мұндай көлем өзгерісі система тепе-теңдік күйге (дөңгелек нүктелер) жеткенше созылады. Бұл тепе-теңдік күйде күйде система қысымның келесі ырғып азаюына дейін қалады. Процестің жұмысы процесс қисығының астындағы ауданға тең болады.

Слайд 4

Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс.

Слайд 5

Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс.
24-суретте(в) көрсетілген процесс тура және

кері бағыттарда тепетеңдік күйлеріне шексіз жақын бірдей күйлерде өтеді. Бұл тепе-теңдік процесс деп аталады. Тепе-теңдік процестің жұмысы тепе-теңдік емес процестермен (24-сурет, а,б) салытырғанда максималдық мәнге ие және ол максималдық жұмыс деп аталады.
Тепе-теңдік процестің мысалына үйкеліссіз жүретін механикалық процестерді келтіруге болады. Егер тепе-теңдік процесс тура, сосын кері бағытта жүргенде, система ғана емес, сонымен қатар қоршаған орта бастапқы күйіне өзгеріссіз қайтып келетін болса және процесс нәтижесінде процеске қатысатын барлық денелерде ешқандай өзгеріс қалмайтын болса, онда мұндай процесс қайтымды деп аталады.

Слайд 6

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.
1) Изобарлық процес қысымның тұрақтылығымен сипатталады. Тұрақты

қысымға қарсы ұлғаю жұмысы δА=Pdv интегралдағаннан кейін
(43)
A=- p(V2- V1) , осыдан A=PV2- PV1 аламыз және (PV=RT) теңдеуді пайдалансақ, изобарлық процестің жұмысының басқа өрнегін аламыз:
A=R(T2- T1 ) (44) Термодинамиканың 1-заңынан ΔU = q + А жылудың мына өрнегін алуға болады: qp = ΔU – А = U2 - U1 + P(V2-V1)
H = U + PV екенін еске алып жазсақ,
qp = (U2 + PV2) - (U1 + PV1) = H2 - H1 = ΔH.
qp = ΔH δqp = dH (45)
qp – система өзгерісінің (процестің) тұрақты қысымдағы жылу энергиясы. Ол процесс кезіндегі энтальпияның өзгерісіне (ΔH) тең және энтальпия күй функциясы болғандықтан бастапқы және соңғы күйге ғана тәуелді.

Слайд 7

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.
2) Изохорлық процестер көлем тұрақтылығымен сипатталады.
Егер процесс

кезінде системаның көлемі өзгермесе, жұмыс атқарылмайды:
dV = 0 болса, δА=-pdV = 0, осыдан термодинамиканың 1-заңынан
δq = dU
Интегралдағаннан кейін ΔU = qv; δ qv = dU (46)
qv –көлем тұрақты болғанды процестің жылу энергиясы. Ол ішкі энергияның өзгеруіне тең, олай болса қарастырылып отырған системаның ішкі энергиясының азаюы жылуға кетеді, немесе керісінше, жұтылған жылу ішкі энергияны өсіруге жұмсалады.

Слайд 8

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.
Изотермиялық процесс температураның тұрақтылығымен сипатталады.
(47)
Егер газ идеал

десек Р = RT/V. Интеграл астына Р- ның мәнін қойып, тұрақты температурада алатынымыз:
(48)
Идеал газдардың заңы бойынша тұрақты температура үшін (48) мына теңдеуге эквивалентті болады:
(49)
Температура тұрақты болғандықтан ΔU = 0, q + А = 0 немесе
q=-Ам (50).
(Ам – максималдық жұмыс)

Слайд 9

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.
изотермиялық процесте системаның үстінен атқарылған жұмыс толығымен

жылуға айналады, немесе керісінше, системаға берілген жылу толығымен ұлғаю жұмысына жұмсалады.
4) Адиабаттық процесс
Адиабаттық процесс қоршаған ортамен жылу алмаспайтындықтан q=0, термодинамиканың 1-заңынан δА = -dU, осыдан
A = -ΔU ( 51)
яғни жұмыс ішкі энергияның азаюымен жүреді .
dU=CvdT (52)
болғандықтан,
δА = Cv dT (53)
Интегралдағаннан кейін:
А = CV (T1 – T2) (54)
(54)- теңдеуге сәйкес адиабаттық процестің жұмысы газдың температурасының өзгерісіне және оның тұрақты көлемдегі жылусиымдылығына CV пропорционал.

Слайд 10

Тұрақты көлемде және тұрақты қысымда жүретін реакциялардың жылу эффектілерінің арасындағы байланыс
Н

= U + PV екені белгілі; Өзгерісі үшін ΔН = ΔU + PΔV және идеал газдың күй теңдеуінен PΔV = ΔnRT болғандықтан,
ΔН = ΔU + ΔnRT,
qv = ΔU + ΔnRT
немесе qp= qv + ΔnRТ (55)
(55)- теңдеу тұрақты қысымдағы реакция жылуы мен тұрақты көлемдегі реакция жылуының арасындағы байланысты анықтайды.
Δn – түзілген газ өнімдерінің моль санымен бастапқы газ күйіндегі реагенттердің моль сандарының айырымы. R – универсалдық газ тұрақтысы. Т - өнімдер мен реагенттердің температурасы.
Мысалы мына реакция үшін:
Н2(г) + ½ О2(г) → Н2О(с) Δn = 0 -1,5 = -1,5

Слайд 11

Гесс заңы
Химиялық реакцияның жылу эффектілерін қарастыратын термодинамиканың тарауын термохимия деп

атайды.
Ең алғаш термохимияның екі заңы белгілі болды. Біріншісі - Лавуазье және Лаплас заңы (1780): химиялық қосылыстың ыдырау жылуы осы қосылыстың түзілу жылуына абсолюттік шамасы бойынша дәл тең, ал таңбасы жағынан қарама-қарсы болады.
Гесс заңын (1840) термодинамиканың 1-заңының химиялық түрі деп айтуға болады:
Егер реакцияны бірнеше жолмен жүргізуге болатын болса, онда энтальпияның жалпы өзгерісі (тұрақты қысымдағы реакцияның жылу эффектісі) реакцияның жолына тәуелді емес.
Гесс заңы P = const және V = const жағдайындағы процестер үшін дәл орындалады:
qv = ΔU; qp = ΔН.

Слайд 12

Гесс заңы
C(қ)+O2(г) = CO2 (г) ΔН1
Екінші жол бойынша CO2 екі

сатыда алынады; оларды қосып және бірдей мүшелерін қысқартып қажет реакцияны алуға болады:
а) C (қ)+1∕ 2O2 (г) = CO (г) ΔН2
ә) CO (г) +1∕ 2O2 ( г) = CO2 (г) ΔН3
Суммарлық реакция: C (қ)+O2 (г) = CO2 (г ) ΔН1
Мұнда ΔН1, ΔН2, ΔН3 - сатыларға сәйкес жылу эффектілері.
Гесс заңы бойынша:
ΔН1= ΔН2 + ΔН3
Гесс заңы орындалу үшін екі жолда да бастапқы заттар (C, O2 ) мен соңғы зат (CO2 ) бірдей күйде болуы шарт. Бірдей күй деген – химиялық құрамы, агрегаттық күйлері мен кристалдық модификациясы, реакция жүру жағдайлары бірдей болуын білдіреді.

Слайд 13

Гесс заңының салдарлары
3-салдар: Реакцияның жылу эффектісі реакция өнімдерінің түзілу жылулары мен

бастапқы реагенттердің түзілу жылуларының айырмасына тең.
аА + вВ +…... = dД + eE +...
ΔH= (d ΔHтүз. Д + e ΔHтүз. Е +...) - (aΔHтүз. А + в ΔHтүз. В+...)
немесе ΔH0298 =ΣνiΔH0түз. өнім - ΣνjΔH0түз. Баст (56)
. мұндағы νi және νj - реакция теңдеуіндегі стехиометриялық коэффициенттер.
Жай заттардың түзілу жылуы нөлге тең деп қабылданады.
(Түзілу жылуы деген не? Еске түсіріңіз).

Слайд 14

Гесс заңының салдарлары
4-салдар: (Жану жылуын еске түсіріңіз). Егер реакцияға қатысушы заттардың

жану жылулары белгілі болса, онда реакцияның жылу эффектісін есептеуге болады.
Гесс заңынан шығатын тұжырым бойынша реакцияның жылу эффектісі бастапқы заттар мен реакция өнімдерінің жану жылуларының айырымына тең:
ΔH0298 =ΣνiΔH0жану, баст. - ΣνjΔH0жану, өнім
Жану жылуларын да заттың 1 молі үшін табады (арнаулы калориметрде) және анықтама кестесінде мәндері келтірілген.

Термодинамиканың бірінші заңы

Содержание

Термодинамиканың бірінші заңы Δ символы макроскопиялық өзгерісті белгілеу үшін, ал d шексіз

Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс.Системаның бір күйден екінші күйге өткенде

Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс.

Тепе - теңдік процестер. Максималдық жұмыс. 24-суретте(в) көрсетілген процесс тура және

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.1) Изобарлық процес қысымның тұрақтылығымен сипатталады. Тұрақты

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.2) Изохорлық процестер көлем тұрақтылығымен сипатталады. Егер процесс

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.Изотермиялық процесс температураның тұрақтылығымен сипатталады.(47)Егер газ идеал

Термодинамиканың 1-заңының қарапайым процестерге қолданылуы.изотермиялық процесте системаның үстінен атқарылған жұмыс толығымен

Тұрақты көлемде және тұрақты қысымда жүретін реакциялардың жылу эффектілерінің арасындағы байланысН

Гесс заңы Химиялық реакцияның жылу эффектілерін қарастыратын термодинамиканың тарауын термохимия деп

Гесс заңыC(қ)+O2(г) = CO2 (г) ΔН1 Екінші жол бойынша CO2 екі

Гесс заңының салдарлары3-салдар: Реакцияның жылу эффектісі реакция өнімдерінің түзілу жылулары мен

Гесс заңының салдарлары4-салдар: (Жану жылуын еске түсіріңіз). Егер реакцияға қатысушы заттардың

Похожие презентации