double arrow

Максимальная и минимальная теплоты процесса


Уравнения первого закона термодинамики в сложных закрытых ТС при двух фиксированных параметрах имеют вид:

- для изохорно-изотермического процесса (T,V=const): Т,V ;

- для изобарно-изотермического процесса (T,p=const): Т,р.

При написании этих уравнений использовалось правило знаков, принятое в термодинамике, т.е. , если теплота подводится к ТС, и ℒ>0, если работа совершается термодинамической системой. В термохимии принято противоположное правило знаков для теплоты, т.е. теплота , (положительна), если она отводится от ТС. Тогда для конечных процессов 1-2 уравнение 1-го закона термодинамики будет иметь вид:

Т,V,(1)

Т,р,(2)

Соотношения (1) и (2) справедливы для любых процессов, обратимых и необратимых.

Для обратимого процесса ℒ=ℒmax, :

Т,V max,(3)

Т,p max,(4)

Для максимально возможного необратимого процесса ℒ=ℒmin=0, :

, (5)

. (6)

Соотношения (5) и (6) используются в химической термодинамике для расчета изохорного и изобарного тепловых эффектов химических реакций (ТЭХР). В этом случае работа max преобразуется в тепловую энергию неупорядоченного движения частиц (в теплоту и ).




В случае обратимого равновесного процесса перераспределения масс (уравнения (3) и (4)) величины и - это количества теплоты, которыми ТС обменивается с окружающей средой в процессах и . Т,Vmax и Т,pmax - максимальные количества работы немеханического характера, которые могут быть получены от ТС в процессах и .

В случае необратимого процесса перераспределения массы в соответствии со вторым законом термодинамики работа max преобразуется в теплоту, количество которого равно изменению внутренней энергии в процессе , или изменению энтальпии в процессе , протекающем в сложных термодинамических системах.

Химические реакции, при которых теплота отводится от термодинамической системы , чтобы конечные продукты имели ту же температуру, что и начальные реагенты, называются экзотермическими химическими реакциями. Химические реакции, сопровождающиеся поглощением теплоты , при T=const , называются эндотермическими химическими реакциями.

Рассмотрим два примера: 1. разрядка химического источника электроэнергии (аккумулятор, батарея карманного фонаря) – процесс обратимый: Т,pmax - преобразуется в электрическую энергию, а - отводится от системы. 2. Если замкнуть клеммы батареи накоротко, то получим максимально необратимый процесс: , .








Сейчас читают про: