Энтропия химической реакции

Основываясь на таком рассуждении, были введены элементарные понятия квантовой и статистической механики для интерпретации эмпирической стороны классической термодинамики. Квантовое представление об энергетических уровнях использовано для интерпретации внутренней энергии. Статистические теории приведены для того, чтобы показать, что термодинамические энергии и энтропия являются средними или статистическими свойствами системы в целом. Это позволяет понять основные положения второго закона, обоснование третьего закона и шкалу абсолютных энтропий. Также представлены методы вычисления теплоемкости и абсолютной энтропии идеальных газов. Численные значения абсолютной энтропии особенно важны для анализа систем с химическими реакциями. После рассмотрения этих основных положений технические применения даны в виде обычных термодинамических соотношений. [c.27]

В общем случае необратимых процессов производство энтропии обусловлено как явлениями переноса (энергии, электрического заряда и т. д.), так и внутренними превращениями в системе (химические реакции, релаксационные явления). [c.12]

Найдем выражение для производства энтропии при химических реакциях в системе. Поскольку они не связаны с процессами переноса, систему можно считать гомогенной н изотропной. Потоки в этом случае направлены к состоянию равновесия и протекают не в пространственных координатах, а в координатах состава системы (число частиц сорта /). [c.260]

Следует отметить, что в тех случаях, когда масса каждого из участвующих в процессе веществ не изменяется (например, при термодинамическом анализе различных циклов), интерес представляет изменение энтропии, а не абсолютная величина ее, благодаря чему численное значение постоянной 5о при этом оказывается несущественным. Поэтому часто значение выбирают произвольным образом исходя из соображений практического удобства. В частности, значение энтропии жидкой воды, имеющей температуру тройной точки и находящейся под давлением насыщенных паров, принимают обычно равным нулю для газов в идеальном состоянии отсчет энтропии производят от 0° С или 0° К. Наоборот, для расчета процессов, сопровождающихся изменением массы исходных веществ и образованием из них новых, характеризующихся вообще другим абсолютным значением энтропии (например, в случае химических реакций), необходимо точно знать величину 5о. [c.71]

Для того чтобы тело производило работу, его состояние должно изменяться. Однако процесс изменения состояния однородного тела, находящегося во внешней среде с постоянными р и Т, может происходить только в том случае, если его давление и температура не равны р, Т, т. е. если тело не находится в равновесии с окружающей средой. (В более сложных системах с химическими реакциями или фазовыми превращениями состояние системы может изменяться и при неизменных р и Т, равных р и Т. ) Таким образом, в общем случае следует исходить из того, что равновесия между телом и окружающей средой может и не быть, т. е. температура и давление тела не равны температуре и давлению среды Т Т, р ф р, г энтальпия и энтропия тела в начальном и конечном состояниях имеют вполне определенные значения. [c.81]

Различают тепловые потоки Уд, диффузионные потоки Уд, реакционные потоки (0 (т. е. потоки вещества, образующиеся в результате химических реакций), потоки импульса Пит. д. каждый из потоков, входящих в выражение для диссипативной функции, является необратимым, т. е. приводит к возрастанию энтропии. [c.341]

Доказательство равенств (1.16) —(1.18) проведем на примере изолированной двухфазной системы, в которой не происходит химических реакций. Если и — энтропии соответственно первой и второй фаз, то энтропия всей системы [c.10]

Это объясняется тем, что в этих расчетах используется всегда лишь разность энтальпий и энтропии, относящихся к одному и тому же веществу. При расчетах процессов, связанных с протеканием химических реакций, выбор указанных констант не может быть произвольным. Этот вопрос подробно освещен в гл. 11. [c.50]

Это означает, что, когда в системе протекает необратимый процесс, в ней и без внешнего энергообмена как бы действуют внутренние источники теплоты d , которые порождают энтропию. Природа этих источников—химические реакции и фазовые превращения. Пока они идут, происходит изменение параметров состояния. А по мере приближения к состоянию равновесия эти источники иссякают и перестают увеличивать энтропию, которая и этому моменту принимает максимальное значение. [c.161]

Рассмотренные здесь положения, касающиеся вопроса о химическом равновесии, не имеют никакой видимой связи со вторым законом термодинамики. Между тем общие принципы термодинамического равновесия, о которых уже говорилось (см. 12), применимы, конечно, и к химическим реакциям. Условие максимума энтропии (4.20), справедливое для изолированной (или даже закрытой адиабатной) системы, применяется не только для простых (т. е. гомогенных однокомпонентных) систем, его можно использовать и для анализа систем с фазовыми и химическими превращениями. Наиболее последовательный и простой путь такого исполь- [c.244]

Потери эксергии в реакторе от протекания в нем химической реакции D p можно подсчитать, исходя из формулы (1.207). Рассмотрим экзотермическую реакцию, протекающую при постоянных температуре и давлении. Теплота реакции передается какому-либо телу, которое находится при той же температуре. Тогда изменение энтропии в химическом реакторе составит [c.313]

Следовательно, энтропия, созданная в химической реакции, происходящей при постоянных температуре и давлении, равна изменению изобарно-изотермического потенциала, деленному на температуру, при которой происходит реакция, а эксергетическая потеря этого процесса — произведению энтропии на температуру окружающей среды. [c.313]

Стандартная молярная энтропия Изменение молярной энтропии Константа равновесия химической реакции Степень диссоциации Коэффициент активности Осмотический коэффициент Активность воды Функция кислотности Поверхностное натяжение Динамическая вязкость (внутренее трение) Коэффициент диффузии [c.11]

Производство энтропии в химической реакции [c.117]

Таким образом, выражение для производства энтропии (175) справедливо для химических реакций, описываемых нелинейным законом (173). Другой путь [105], основанный на исходном уравнении в виде линейного феноменологического уравнения как следствия вычисления производства энтропии, также приводит к тому же результату. [c.119]

Макроскопическое выражение производства энтропии накладывает ограничивающее условие на химические реакции, которое обычно выполняется при химической реакции не должно происходить существенного нарушения максвелл-больцмановского распределения для каждого из участвующих компонентов. Поэтому в дальнейшем будем считать доказанной справедливость совместного использования уравнений (173) и (175). [c.119]

Значение энтропии процесса, обусловленного химическими реакциями, будет равно в данном случае произведению теплоты дегидратации [c.151]

Два закона термодинамики означают существование двух функций состояния рассматриваемой системы ее внутренней энергии и энтропии. Исходя из свойств некомпенсированной теплоты, я в 1922 г. установил существование еще одной функции состояния, связанной с физикохимическими изменениями, а именно сродства А. Чтобы получить этот результат, я ввожу понятие координаты химической реакции проходящей в закрытой системе, а также необходимые и достаточные условия, чтобы функция А оставалась постоянной, если меняется тип превращения. Этот метод дает возможность непосредственно использовать классические теоремы термодинамики для необратимых реакций в системе и выявляет роль, которую играет скорость реакции d ldt. [c.14]

Можно привести более сложные примеры. Например, допустим, что искра воспламеняет горючую смесь бензина и воздуха в цилиндре автомобильного двигателя. Химическая реакция может завершаться настолько быстро, что передача тепла через стенки в окружающую среду за время реакции будет исчезающе малой. В таком случае состояние системы, т. е. продуктов горения, является состоянием с большей энтропией по сравнению с начальным состоянием. [c.56]

Возрастание энтропии, обусловленное химическими реакциями. Сродство. Совместное действие химических реакций [c.40]

Выведем из уравнении (3.17) выражение для потока энтропии и прироста энтропии, обусловленных химическими реакциями в закрытых системах. Принимая во внимание уравнение (1.3) и (2.2), получаем [c.40]

Это билинейная форма выражения сродства и скоростей химических реакций. С такой формой нам еще придется встретиться при изучении необратимых процессов. Отметим также, что приращение энтропии в единицу времени равно сумме приращений энтропии, обусловленных различными реакциями. [c.42]

В учебниках классической термодинамики показывается, что иногда в уравнении (3.45) можно пренебречь членом, содержащим изменение энтропии в зависимости от степени полноты реакции. В таких случаях прирост энтропии, обусловленный химической реакцией, будет просто пропорционален тепловому эффекту реакции [см. уравнение (2.8)] [c.44]

Эта величина приращения энтропии получается в результате переноса тепла и вещества между двумя фазами системы, а также в результате химической реакции, протекающей в каждой из фаз. Некоторые применения этого важного уравнения будут рассмотрены в следующей [c.46]

Мы воспользовались здесь стандартными обозначениями, выражая обобщенные силы символом X/s. а скорости — символом Jk- Символ А сохраняется для обозначения химического сродства, определяемого по уравнению (3.22). В этих новых обозначениях приращение энтропии при химической реакции можно записать в форме [c.57]

Выражение (7.18) было получено для обратимых процессо1В в однородных системах. Если же в такой системе происходят необратимые химические реакции, то, как нетрудно заметить, в прежних выводах надо заменить знак равенства в (7.15) на неравенство, так как согласно второму закону энтропия изолированной системы должна в этом слунае возрастать, т. е. [c.70]

Как уже было отмечено в гл. 7, термодинамическое описание неравновесных систем основано на постулате о наличии локального равновесия. Термодинамические параметры (температура, давление, энтропия и т. д.) в общем случае являются функциями пространственно-временных координат. С методической точки зрения целесообразно выделить два класса неравновесных систем непрерывные и прерывные. В непрерывных системах интенсив11ые параметры состояния являются не только функциями времени, но также непрерывными функциями пространственных координат. В них протекают неравновесные процессы переноса теплоты (теплопроводность), импульса (вязкое течение), массы (различные виды диффузии) и химические реакции. [c.195]

Б.В. Протасов считает трибосистему изолированной, т.е. пренебрегает обменом веществом и энергией с окружающей средой. Такое описание стационарного состояния не может быть принято для анализа состояния трибосистемы, так как не учитывает влияния реально существующего обмена энергией и веществом с окружающей средой, энергии химических реакций, диффузионных процессов и трибозлектри-ческих эффектов на скорость производства энтропии и состояние трибосистемы. [c.109]

В целях упрощения расчетов, учитывая малый вклад в увеличение энтропии и внутренней энергии химических реакций и поляризационных эффектов, значения 3, 6 и 7-го членов подьп1тегрального выражения можно приравнять к нулю, а в 4-м и 5-м слагаемых целесообразно перейти от объемных интегралов к поверхностным. Тогда получим окончательное выражение для интенсивности изнашивания [c.121]

Соотношения (2.9) — (2.11) называются уравнениями состояния упругого тела. Равенства (2.9) связывают компоненты напряжений с аргументами функций и или Р. Равенства (2.10) служат для вычисления температуры Т (при использовании Щ или энтропии 5 (при использовании Р). Соотношения (2.11) определяют законы изменения параметров Ха эти соотношения аналогичны известным уравнениям Гульдберга — Вааге для описания обратимых химических реакций. В дальнейшем мы рассмотрим наиболее часто встречающийся случай, когда Хз постоянны, и не будем обращаться к уравнениям (2.11). [c.315]

В работах Т. Де Донде указанные затруднения преодолеваются введением новой функции состояния — сродства, непосредственно характеризующего химическую реакцию и тесно связанного с ее термодинамической необратимостью. С помощью этой функции рассчитывается некомпенсированная теплота или связанное с протеканием химической реакции возрастание энтропии. Для количественного описания химического процесса Т. Де Донде вводит понятие степени полноты реакции . При этом состояние рассматриваемой системы определяется двумя физическими переменными (например, 7 и У или 7 и Р) и по существу химическими переменными — параметрами каждый из которых относится к одному из возможных в рассматриваемой системе физико-химических процессов. Понятие степени полноты реакции имеет широкий смысл и может быть использовано для описания не только химических, но и других процессов, в частности фазовых превращений, которые формально можно представить с помощью сте-хиометрических уравнений, а также процессов типа порядок — беспорядок в твердых растворах, для которых записать химическое уравнение не представляется возможным. Как видим, круг вопросов, рассматриваемых методом Де Донде, необычайно широк. Для указанных выше процессов непосредственный расчет возрастания энтропии неизбежно приводит к введению понятия сродства, которое всегда имеет тот же знак, что и скорость реакции, и может рассматриваться как движущая сила протекающего в системе процесса. [c.10]

Уравнения (3.30) и (3.31) ясно показывают, какую важную роль играют химические потенциалы в термодипамине равповеспых состояний. Кроме того, сродство тесно связано со скоростью у химической реакции, поскольку для производной от прироста энтропии по времени [см. уравнение (1.4)] имеем [c.41]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...