ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основы физической химии i si 4. Первый закон термодинамики из "Теория сварочных процессов " В процессе сварки металлов наряду с физическими превращениями протекают также химические реакции, результат которых определяет состав шва и влияет на его качество. [c.33] Поэтому одним из условий получения высококачественных сварных соединений является правильное направление химических реакций. Для управления химическим процессом необходимо знать возможна ли та или иная химическая реакция в данных условиях и каков предел ее протекания. Эти вопросы могут быть выяснены на основе законов термодинамики. [c.33] Первый закон термодинамики не может быть доказан логически и принимается как постулат, вытекающий из многовекового опыта, накопленного человечеством в результате практической деятельности. Это нашло свое отражение в одной из формулировок первого закона термодинамики нельзя построить вечный двигатель первого рода, т. е. двигатель, который производил бы работу без затраты какой бы то ни было энергии. В этом отражается основной закон природы сохранения и эквивалентности энергии. Энергия изолированно системы остается постоянной, независимо от изменений внутри системы и может только переходить из одной формы в другую в эквивалентных количествах. [c.33] В химических процессах большое значение имеет изменение внутренней энергии системы, выражающееся в выделении или поглощении тепла при переходе из начального в конечное состояние. [c.33] Внутренняя энергия. Всякое физическое тело имеет скрытый запас энергии, являющийся результатом всех форм движения составляющих его частиц. Эта энергия называется внутренней энергией. Количество энергии зависит от массы и природы тела, его состояния, а также от внешних условий, в которых находится тело. Основное значение имеют три параметра объем V тела, давление р, действующее на тело, и его температура Т, которые однозначно определяют термодинамическое состояние тела. [c.33] При изменении состояния тела или системы изменяется и их внутренняя энергия. Если в исходном состоянии внутренняя энергия была Ух, а в конечном стала /г, то изменение внутренней энергии будет ли = /г — /1. [c.34] Причем величина не зависит от пути перехода системы от начального в конечное состояние. [c.34] Изменение системы возможно только за счет подвода тепла извне (увеличение энергии) или путем передачи системой тепла окружающей среде (уменьшение энергии). [c.34] Изменение энергии может происходить также за счет работы, производимой системой против внешних сил (расширение) или за счет работы внешних сил (сжатие). [c.34] Условимся считать положительными полученное системой тепло и произведенную системой работу. Противоположные величины будем считать отрицательными. Прирост внутренней энергии системы также принимаем как положительную величину. В общем случае подводимая теплота частично пойдет на повышение внутренней энергии системы, частично на совершение внешней работы — работы расширения. [c.34] В этом случае Q = Л, и все подводимое к системе тепло расходуется на производство работы. [c.35] В условиях, когда Q = О (адиабатический процесс), т. е. при отсутствии теплового обмена, работа расширения производится за счет уменьшения внутренней энергии системы. [c.35] Интегрирование этого выражения дает возможность вбшислить работы при различных термодинамических процессах. [c.35] Изменение энтальпии характеризуется количеством тепла, поглощаемого или выделяемого системой. [c.37] Из уравнений (П.6) и (11.12) выясняется разность между Ср и Су. [c.37] Согласно этому уравнению работа. адиабатического процесса пропорциональна изменению температуры, а также теплоемкости при постоянном объеме. Последнее обстоятельство показывает, что при одном и том же перепаде температур работа тем больше,, чем больше теплоемкости газа. [c.38] Такие реакции называются экзотермическими. [c.38] Во втором случае реакция идет с самоохлаждением и для того чтобы продукты реакции имели температуру исходных веществ нужно подводить тепло извне. Такие реакции протекащтх погло щением тепла Q = Uг — и называются эндотермическими Тепло, которое выделяется или поглощается в результате хими ческой реакции, называется тепловым эффектом реакции Q. [c.39] Под термохимией подразумевается раздел химической термодинамики, посвященный экспериментальному изучению тепловых эффектов химических реакций и занимающийся их систематикой и формулировкой общих закономерностей. [c.39] Вернуться к основной статье