Второй закон термодинамики

Содержание

Слайд 2

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики Процессы подразделяются на

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики
Процессы подразделяются на самопроизвольные

и не самопроизвольные.
Самопроизвольные процессы - процессы протекающие без сообщения энергии системе извне. Они протекают до установления равновесия в термодинамической системе. К ним относят переход теплоты от горячего тела к холодному, расширение газа при подвижных границах раздела система -среда, реакции протекающие с выпадением осадка, реакции протекающие с выделением газа и т.д. За счет самопроизвольных процессов может быть совершена работа: например, за счет разности давлений можно получить механическую работу; за счет разности температур может работать тепловой двигатель или термопара.
Слайд 3

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

Слайд 4

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики Несамопроизвольные процессы -

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

Несамопроизвольные процессы - процессы

протекающие при сообщении системе энергии извне. В результате таких процессов система удаляется от состояния равновесия. Примерами таких процессов служит подъем тела в гору («сизифов труд»), переход теплоты от более холодного тела к более нагретому (в холодильных машинах), разложение воды на водород и кислород , разложение перманганата калия, возгонка нафталина и т.д.
Слайд 5

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

Слайд 6

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики Первый закон термодинамики

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

Первый закон термодинамики

не дает ответа на вопрос «Что является критерием самопроизвольности процесса?»
Данные критерии определяются 2-м законом термодинамики.
2-й закон термодинамики как и 1-й, является постулатом. Его справедливость подтверждается опытами. Основоположниками закона являются С. Карно, Р.Клаузис, У.Томсон, Дж. Максвелл и др. Сначала закон был сформулирован как основной закон действия тепловых машин, затем его границы расширились до объяснения физико-химических процессов.
Слайд 7

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики Предложено много разнообразных

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

Предложено много разнообразных качественных

формулировок 2-го начала термодинамики:
теплота не может переходить сама собой от менее нагретого тела к более нагретому. (Р. Клаузиус, 1850)
невозможно превратить в механическую работу теплоту какого-либо тела, не произведя никакого другого действия, кроме охлаждения этого тела (Кельвин, 1854)
невозможен вечный двигатель второго рода, т.е. невозможно полное превращение теплоты в работу (В. Освальд, 1888).
Слайд 8

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики Количественно второй закон

1. Самопроизв. и несамопроизв. процессы. 2-й з-н термодинамики

Количественно второй закон

термодинамики можно сформулировать так: существуют некие функции состояния системы - термодинамические потенциалы, по значению изменения которых можно определить возможность, направление и предел протекания самопроизвольного процесса.
Слайд 9

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Термодинамическими потенциалами

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Термодинамическими потенциалами

являются различные функции состояния в зависимости от вида термодинамической системы:
для изолированной системы (при U=const, V= const) критерием самопроизвольности процесса является энтропия (S). Процесс протекает самопроизвольно, если ΔS> 0, будет протекать не самопроизвольно, если ΔS< 0, в момент равновесия ΔS = 0. В неизолированной системе энтропия может уменьшаться но при этом должен происходить рост энтропии в окружающей среде.
Слайд 10

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме для закрытой

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

для закрытой системы

(при T=const, V= const) критерием самопроизвольности процесса является энергия Гельмгольца (F). ΔF=0 - равновесие;
ΔF< 0 - самопроизвольный процесс;
ΔF>0 – не самопроизвольный процесс.
для открытой системы (при T=const, р= const) критерием самопроизвольности процесса является энергия Гиббса (G). ΔG=0 - равновесие;
ΔG< 0 - самопроизвольный процесс;
ΔG >0 - не самопроизвольный процесс.
Слайд 11

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Слайд 12

2. Энтропия как критерий самопроизвольности процесса в изолированной системе Термодинамическое определение

2. Энтропия как критерий самопроизвольности процесса в изолированной системе

Термодинамическое определение энтропии

введено Р. Клаузиусом в 1865г . На основе изучения процессов превращения теплоты в работу, происходящих в тепловой машине (нагреватель - рабочее тело - холодильник), он вывел, что существует некоторое экстенсивное свойство системы S, называемое энтропией, которое может служить мерой рассеивания энергии при переходе теплоты в работу.
Слайд 13

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Приращение энтропии

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Приращение энтропии

в равновесном процессе равно приведенной теплоте – отношению элементарного количества теплоты к температуре.
Энтропия является функцией состояния системы, следовательно изменение энтропии зависит от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути процесса: ΔS = S2-S1
Слайд 14

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Статистическое определение

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Статистическое определение энтропии

в 1896 г дает Л. Больцман. В связи с тем, что теплота, связана с идеей хаотического движения молекул, следовательно можно определить физический смысл энтропии на основе представлений молекулярной статистики.
Слайд 15

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Макросостояние системы

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Макросостояние системы характеризуется

определенными термодинамическими параметрами , в т.ч. и энтропией. Микросостояние системы определяется энергией и положением каждой частицы. Макросостояние системы может существовать при различном расположении и разной энергии частиц определяющих микросостояние. Число микросостояний, которое соответствует данному макросостоянию вещества, называется термодинамической вероятностью W. Например, для системы состоящей из 10 частиц W=12600.
Слайд 16

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Больцман установил

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Больцман установил

взаимосвязь энтропии с термодинамической вероятностью:
S= КБ In W ,где КБ - постоянная Больцмана (КБ = R/NA= 1,38 ·10-23 Дж/ моль),
Энтропия - мера наиболее вероятностного состояния системы, а следовательно и мера беспорядка (хаотичности) системы.
Слайд 17

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме При абсолютном

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

При абсолютном нуле

прекращаются колебательные движения частиц, образующих кристаллическую решетку. Такое микросостояние достигается лишь при одном варианте расположения микрочастиц (W) и в соответствии с формулой Больцмана:
S = КБ In 1 = 0
Эта закономерность известна как третий закон термодинамики (постулат Планка): при абсолютном нуле энтропия чистого вещества равна нулю.
Слайд 18

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Расчет абсолютного

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Расчет абсолютного значения

энтропии
Для многих практических целей, особенно для расчета химических равновесий, надо знать стандартные энтропии веществ S°. Для их вычисления используют табличные данные теплоемкости, определенные при возможно низких температурах и теплоты фазовых переходов. Значение теплоемкости вблизи абсолютного нуля находят путём экстраполяции. Если в интервале температур от 0 до Т вещество претерпевает ф.п., то они должны быть учтены.
Слайд 19

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Где S0ид

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Где S0ид -

поправка на неидеальность газа (пара) при данной температуре.
Расчет энтропии осуществляется графически: каждый интеграл равен соответствующей площади.
Слайд 20

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Слайд 21

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме Сложив сумму

2. Энтропия как критерий самопроиз-ти процесса в изолир. с-ме

Сложив сумму

этих интегральных членов с изменениями энтропии при всех фазовых переходах в исследуемом интервале температур (от О К до Т К) и с поправкой на неидеальность, находят значение абсолютной энтропии данного вещества при температуре Т.
Слайд 22

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца При Т,р =const (изохорно-изотермические условия) критерием

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

При Т,р =const (изохорно-изотермические условия) критерием

самопроизвольности является изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса) G = Н - TS (ΔG = ΔН -TΔS).
При ΔG=0 -равновесие;
ΔG<0 самопроизвольный процесс;
ΔG>0 – не самопроизвольный процесс.
Знак и величина ΔG определяется энтальпий-ным ΔН и энтропийным факторами TΔS. Возможные случаи зависимости энтальпийного и энтропийного фактора:
Слайд 23

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

Слайд 24

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

Слайд 25

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца При T,V = const, критерием самопроизвольности

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

При T,V = const, критерием самопроизвольности

является изохорно-изотермический потенциал (энергия Гельмгольца) F = U -TS (ΔF = ΔU -TΔS).
Слайд 26

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца Характеристические функции - функции, частные производные

3. Энергия Гиббса и Гельмгольца

Характеристические функции - функции, частные производные

которых по какому-либо из параметров (естественной переменной) равны другому параметру. Энергия Гиббса относится к характеристическим функциям.
Слайд 27

4. Химический потенциал Химический потенциал μ – термодинамическая функция состояния, определяющая

4. Химический потенциал

Химический потенциал μ – термодинамическая функция состояния, определяющая

изменение термодинамических потенциалов при изменении числа частиц в системе и необходимая для описания свойств открытых систем (с переменным числом частиц).
Слайд 28

4. Химический потенциал Наиболее просто химический потенциал связан с термодинамическим потенциалом

4. Химический потенциал

Наиболее просто химический потенциал связан с термодинамическим потенциалом

G: G=∑μi Ni .
Для однокомпонентной системы
μ = G/N, т. е. представляет собой энергию Гиббса, отнесённую к одной частице.
Слайд 29

4. Химический потенциал В простейшем случае идеальных газов зависит только от

4. Химический потенциал

В простейшем случае идеальных газов зависит только от

концентрации i -го компонента:
μi = μi0+ kT ln С
- Предыдущая
Термохимия. Закон Гесса и его следствия
Следующая -
Международное налоговое право: предмет и метод

Похожие презентации

Миметик глицина на основе производного Гераниола
Цеолиты. Свойства и область применения
Химические процессы
Бор (Borum)
Химия и стирка
Презентация по Химии "Электролиз расплавов и растворов" - скачать смотреть
Аттестационная работа. Использование цифровой лаборатории Архимед во внеурочной деятельности по химии
д.з.051
Химические и физико-химические методы стандартизации и контроля качества лекарственных. (Лекция 3)
Азотная кислота
Окислительно-восстановительные реакции. (Лекция 18)
Переваривание углеводов в пищеварительном тракте. Гликолиз. Окислительное декарбоксилирование пирувата. (Тема 6)
Майда еритін витаминдер. А,D,E,K витаминдері
Использование уксусной кислоты в жизни
Ауылшаруашылық дақылдарының тұқымдарын фунгецидтермен улау және химиялық қорғау тәсілдерінің биологиялық
Презентация Соли
Lekcii_ - 2017-lech_ped 11
V група періодичної системи Менделєєва
Химико-технологические процессы современных производств
Органическая химия. Химические свойства и типы реакций. (9 класс)
Химия. Вопросы. Практическая работа
Химическая идентификация
Почему протекают химические реакции
Презентация по Химии "Солі в природі" - скачать смотреть бесплатно
Пегматитовые месторождения
Ароматичні вуглеводні Арени Підготував Учень 11-А класу Пазуханич Руслан
Уравнения возможных реакций. Задание
Методы измерения и приборное обеспечение радиационно-экологического мониторинга. (Лекция 6)
Вы можете прислать нам Вашу презентацию и мы опубликуем ее на сайте.
Обратная связь
Для правообладателей
Email: Нажмите что бы посмотреть