Формулировки первого закона термодинамики

Падение напряжения в диафрагме

Δ U _ДИФ= JR _ДИАФ.

Падение напряжения в контактах обычно принимают равным 5 – 10% от общего напряжения.

Падение напряжения в электродах:

Снижение напряжения на электрохимическом аппарате – оптимальное расстояние между электродами, максимальной электропроводностью.

Рис. 2

К энергетическим характеристикам относятся:

1) напряжение на электрохимическом аппарате;

2) отдача по напряжению.

3) отдача по емкости

4) отдача по энергии

5) производительность электрохимического аппарата оценивается количеством продукта на одной затраченной энергии.

Расход электрической энергии на 1 тонну произведенного продукта определяется так:

В_T – выход по току в долях единицы.

Энергетический баланс – устанавливает соотношение между видом энергии, поступающей в электролизер, и энергией, уходящей из него, демонстрируя равенство статей прихода и расхода. Электроэнергия const тока, подводимая к электролизеру, составляет:

W_ЭЛ= UJt.

Общее уравнение энергетического баланса имеет следующий вид:

W_э + ∑ Q _{прихода} = W _{эл.хим.р-ии} + W _тока + ∑ Qрасх,

где ∑ Q _{прихода} – тепловая энергия, поступающая в электролизер с электролитом и электродами за счет вторичных процессов;

W _{эл.хим.р-ии} – энергия тока, затраченная на электрохимическую реакцию;

W _тока – энергия тока, перешедшая в тепловую энергию; ∑ Qрасх – тепловая энергия, уносимая электролитом, электродами, газами при испарении Н₂О, излучении и конвекции.

3. Первый закон термодинамики. Калорические коэффициенты. Связь между функциями C_P и C_v

1. Общий запас энергии в изолированной системе остается постоянным.

2. Разные формы энергии переходят друг в друга в строго эквивалентных количествах.

3. Невозможно построить вечный двигатель первого рода, который бы давал механическую энергию, не затрачивая на это определенное количество молекулярной энергии.

4. Количество теплоты, подводимое к системе, расходуется на изменение U _вн и совершаемую работу.

5. U_вн– функция состояния, т. е. она не зависит от пути процесса, а зависит от начального и конечного состояния системы.

Доказательство:

Пусть ТДС рассматривается при двух параметрах давления и объема, имеется два состояния системы I и II. Нужно перевести систему из состояния I в состояние II либо по пути А, либо по пути В (рис. 3).

Рис. 3

Предположим, что по пути А изменение энергии будет Δ U_A, а по пути В – Δ U_B. Внутренняя энергия зависит от пути процесса

Δ U_A = Δ U_B,

Δ U_A – Δ U_B ≠ 0.

Согласно пункту 1 из формулировок первого закона термодинамики, общий запас энергии в изолированной системе остается постоянным

Δ U_A = Δ U_B,

U _вн – функция состояния не зависит от пути процесса, а зависит от состояния системы I или II. U _вн – функция состояния, является полным дифференциалом

Q = Δ U + А –

интегральная форма уравнения первого закона термодинамики.

δ Q = dU + δ A–

для бесконечно малого процесса, δ A– сумма всех элементарных работ.