Химическое равновесие и второй закон термодинамики

Химическое равновесие и второй закон термодинамики [c.480]

Установим связь термодинамического условия (10.30) для равновесного состояния с условием (10.16) химического равновесия. Убеждение в том, что такая связь существует, основано на том, что два способа — закон действующих масс и второй закон термодинамики — используются для количественной характеристики одного и того же факта — равновесия системы. [c.249]

Построение курса довольно обычное. После изложения первого и второго законов термодинамики (гл. 1, 2) авторы рассматривают условия равновесия, термодинамические потенциалы и преобразования термодинамических переменных (гл. 3 — 5). Далее в гл. 6, 7 даны приложения термодинамики к системам с переменной массой и химическому равновесию. В гл. 8 излагается третий закон термодинамики (теорема Нернста). В гл. 9 рассматривается приложение термодинамики к систе.мам во внешнем поле. [c.5]

Термодинамика в узком смысле этого термина —отрасль физики, которая изучает свойства вещества в состоянии равновесия при некоторых изменениях температуры, давления и химического состава. Она основана на двух положениях, выведенных из опыта и называемых первым и вторым законами термодинамики. Первый закон утверждает, что [c.9]

К химической термодинамике полностью применимы первый и второй законы термодинамики. Однако для исследования некоторых вопросов, связанных с химическим равновесием, этих законов оказывается недостаточно и возникает необходимость в использовании третьего закона термодинамики, который, как и оба предыдущих, является опытным. [c.350]

Предсказание условий, определяющих фазовое и химическое равновесие систем, одно из наиболее важных применений принципов термодинамики. По второму закону термодинамики изолированная система, свободная от одухотворенного выбора, будет самопроизвольно стремиться принять то состояние, которое может осуществляться наибольшим числом способов. Это положение можно использовать, чтобы установить критерий равновесия, потому что то состояние изолированной системы, которое характеризуется наибольшим числом способов осуществления, и может быть названо равновесным состоянием . [c.232]

Однако, в отличие от теплового контакта при механическом или диффузионном контакте системы и внешней среды для выравнивания соответствующих интенсивных свойств на граничной поверхности системы необходимо, чтобы изменялись ее внешние свойства (объем, массы компонентов и др.). Зависимость же состояния от внешних свойств, т. е. от индивидуальности выбранной системы и внешних воздействий на нее, следует уже из определения этих свойств и является очевидной ез дополнительных постулатов. Поэтому в термодинамике постулируется существование только термического равновесия и температуры, другие же термодинамические силы (давление, химические потенциалы компонентов и другие интенсивные переменные, выравнивание которых на граничной поверхности системы является необходимым условием соответствующего контактного равновесия) получаются как следствия применения к равновесным системам второго закона термодинамики (см. гл. 5). [c.23]

Второй закон термодинамики позволяет выяснить направление химической реакции и положение химического равновесия. Как известно, химическое равновесие устанавливается в результате двусторонней химической реакции [c.242]

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]

Теория химического равновесия развивается на основе второго закона термодинамики и закона действующих масс, открытого в начале 60-х годов прошлого столетия. Одним из первых общую идею закона действующих масс высказал [c.176]

Любой химический процесс может быть при необходимых условиях доведен до некоторого, внешне стабильного состояния равновесия. Для одной и той же реакции состояние равновесия зависит от ряда условий и прежде всего от температуры. Изучение химических равновесий на основе второго закона термодинамики позволяет определить условия, при которых может протекать требуемый химический процесс, и пределы, до которых он может быть доведен, т. е. равновесный состав. [c.473]

Согласно (19), энтропия может изменяться двумя путями 1) изменение энтропии за счет внешнего притока тепла и вещества, что выражается первым членом правой части уравнения, который содержит тепловой и диффузионный потоки, описываемые уравнением (20) 2) изменение энтропии за счет внутреннего прироста ст. Этот прирост энтропии, который определен вторым членом в правой части уравнения (19), является положительным (или нулевым). Согласно второму закону термодинамики, он (прирост) является мерой необратимости процессов, имеющих место внутри системы. (В частности, он не наблюдается при термодинамическом равновесии). Как видно из выражения (21), прирост энтропии складывается из пяти компонент, из которых первая возникает от теплообмена, вторая — от диффузии вещества и три других —от вязкого потока. Каждый член является произведением потока (потока тепла, диффузионного потока J., компонентов тензора давления вязкости) и так называемой термодинамической силы" (градиент температуры, градиент химического потенциала, градиент скорости). Здесь можно положить, что первые два потока и термодинамические силы являются векторами (полярными), третий член содержит скаляры, четвертый—симметричные тензоры с нулевым следом и пятый-—аксиальные векторы. Далее увидим, что (см. 6) последние три члена из (21) связаны с объемной вязкостью,, вязкостью сдвига и вязкостью вращения соответственно. [c.9]

В учебнике рассмотрены обычные разделы термодинамики. Первая и вторая главы посвящены изложению первого и второго законов трр ЛЮ динамики, где авторы, отступая от сложившихся традиций, о самого начала формулируют законы таким образом, что они пригодны и для открытых систем (с обменом вещества). Это облегчает авторам изложение метода термодинамических потенциалов и условий равновесия, которые рассмотрены в гл. 3. Гл. 4 посвящена приложению термодинамики к теории равновесия фаз и химическому равновесию. Как и в курсе Статистической механики , теоретические разделы в каждой главе изложены предельно кратко, но достаточно ясно и иллюстрируются подробно разобранными примерами. Далее предлагаются задачи в порядке возрастающей трудности с подробными решениями. Изложение оживляют весьма интересные Отступления , обычно содержащие любопытные научные или исторические сведения. [c.5]

Учебник имеет следующее содержание первый закон термодинамики и применение его к химическим процессам второй закон термодинамики и применение его к химическим процессам равновесие физико-химических систем тепловая теорема кинетика химических реакций. Во введении к этому сочинению дан краткий исторический обзор. Особенно просто и хорошо изложен в этом учебнике раздел, [c.649]

В соответствии со вторым законом термодинамики состояние замкнутой системы при взаимодействии двух фаз стремится к равновесию (см. гл. 2), что характеризуется равенством химических потенциалов компонентов фаз. Движущей силой переноса массы при этом является разность химических потенциалов того или иного компонента. Как отмечалось в гл. 2, поскольку химические потенциалы неидеальных систем определить достаточно сложно, то при анализе и расчете процессов массопереноса обычно рассматривают изменение не химических потенциалов, а концентраций компонентов, определение которых значительно проще. [c.24]

Известно, что второй закон термодинамики устанавливает основные положения учения об обратимых и необратимых процессах и о равновесии термодинамических систем. Это учение имеет большое значение и при исследовании химических процессов, так как позволяет найти условия для химического равновесия и выразить их через величины, определяющие состояние системы, выяснить влияние на них температуры и давления. [c.190]

Наиболее продвинуты исследования относительной ценности тепловой энергии разного потенциала, химической и механической энергии [31, 32, 35, 38 и др.]. Теоретическую основу для них дает второй закон термодинамики, позволяющий определить количество эксергии, т.е. работы, которую может совершить рассматриваемая термодинамическая система при ее переходе в состояние равновесия с внешней средой. [c.55]

В третьем издании второе начало термодинамики излагается в гл. 3, сейчас же после изложения первого начала (гл. 2). Термодинамические процессы, излагавшиеся в предыдущих изданиях учебника в главе Первый закон термодинамики , в новом издании учебника рассматриваются в отдельной главе (гл. 5), после изложения второго закона и раздела Термодинамическое равновесие , т. е. после установления основ термодинамики. Термодинамика химических реакций, излагавшаяся в старых изданиях в гл. 10, в новом издании дается в конце второй части учебника в гл. 16. [c.348]

Третье издание учебника имеет следующее построение курса. Часть первая Основные законы термодинамики . Гл, 1 Введение гл, 2 Первое начало термодинамики гл. 3 Второе начало термодинамики (сущность второго начала термодинамики интегрирующий делитель для выражения элементарного количества тепла энтропия аналитическое выражение второго начала термодинамики полезная внешняя работа термодинамические потенциалы и характеристические функции тепловая теорема Нернста дифференциальные уравнения термодинамики в частных производных статистическое толкование второго начала термодинамики) гл. 4 Термодинамическое равновесие гл. 5 Термодинамические процессы гл. 6 Газы и их смеси гл. 7 Насыщенные влажные и перегретые пары гл. 8 Течение газов и паров гл. 9 Общий термодинамический метод анализа циклов тепловых двигателей . Часть вторая Рабочие циклы тепловых двигателей . Гл. 10 Сжатие газов и паров гл. 11 Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания гл. 12 Циклы газотурбинных установок и реактивных двигателей гл. 13 Циклы паросиловых установок гл. 14 Циклы холодильных машин гл. 15 Термодинамические принципы получения теплоты гл. 16 Термодинамика химических реакций . [c.349]

Гетерогенный каталитический процесс не может сме -тить равновесия в газовой фазе,так как это противоречило бы закону Гесса и второму закону термодинамики. Катализатор не может вызывать реакции, которая в данных усл овиях термодинамически невозможна. Катализатор ускоряет процесс химического превращения и оказывает ориентирующее действие в тех случаях, когда химический процесс в изучаемой термодинамической системе может развиватэ-ся по нескольким термодинамически возможным направл -, [c.86]

Спустя десять лет, в 1875 г., Гпббс (1839—1903) положил эти фор-му.иировки в основу своей знаменитой статьи О равновесии гетерогенных веществ [2]. Здесь Гиббс, исходя из первого и второго законов термодинамики, дает наиболее общую формулировку условий равновесия для гетерогенных систем и впервые вводит понятие химического потенциала. [c.203]

В разделах учебников по технической термодинамике, посвященных термохимии, в основном рассматриваются следующие вопросы первый закон термодинамики в применении к химическим процессам закон Гесса и закон Кирхгофа второй закон термодинамики в примепении к химическим процессам максимальная работа в изохорио-изотермических и изобарно-изотермических процессах уравнение максимальной работы химическое равновесие, закон действия масс константа скорости химической реакции и константа равновесия зависимость между константой химического равновесия и максимальной работой влияние на химическое равновесие давления и температуры принцип Ле-Шателье тепловая теорема Нернста и ее следствия вычисление константы интегрирования в уравнении константы равновесия газовых реакций влияние температуры на скорость химической реакции и др. [c.338]

В 4.4 было показано, что аналитическое выражение второго закона термодинамики имеет вид йз dQ/T, т. е. энтропия системы при протекании в ней самопроизвольных необратимых процессов увеличивается и остается без изменения при протекании в ней обратимых процессов, но ни при каких условиях энтропия системы не может уменьшаться. Таким образом, критерием равновесия любой системы является максимальное значение энтропии. Для химических систем за критерий необратимости процессов и равновесия помимо энтропии могут быть выбраны такие параметры, как изохорный и изобарный термодинамические потенциалы, которые получаются из рассмотрения второго закона термодинамики для изохорно-изотермических и изобарно-пзо-термических химических систем [c.190]

Исследование тепловых эффектов химических процессов во второй пол овине XIX в. (П. Э. М.Берт-ло, X. П. Ю. Томсен, Н. Н. Бекетов и др.) на основе открытого Г. И. Гессом закона постоянства сумм тепла химической реакции привело к созданию термохимии, которая, в свою очередь, оказала большое влияние на формирование-химической термодинамики [16]. Успехи, достигнутые в области химической термодинамики в конце ХТХ в., дали возможность осуществить ряд крупных открытий в области химического синтеза. К ним относится и уже упоминавшийся каталитический синтез аммиака. Разрешить эту важнейшук> научную проблему удалось в результате раскрытия закономерностей, которым подчиняется химическое равновесие. Синтез аммиака, как известно, требует особых термодинамических условий, связанных с резким уменьшением объема получаемого продукта по сравнению с объемом исходных азота и водорода. Общие принципы химического равновесия в зависимости от температуры высказал в 1884 г. Я. Вант-Гофф. В том же году А. Ле Шателье сформулировал общий закон химического равновесия, который затем (1887 г.) с позиций термодинамики был обоснован К. Брауном. Последующие работы принадлежат немецким ученым В. Нерпсту и Ф. Габеру, которые в 1905—1906 гг. сделали необходимые термодинамические расчеты химического равновесия реакции образования аммиака при высоких температурах и давлениях, дав тем самым конкретные рекомендапии для осуществления (1913 г.) промышленного синтеза [17]. Достижения химии стали оказывать всевозрастающее влияние на прогресс химической технологии, области применения которой непрерывно расширялись. Установление закономерностей управления химическими процессами вооружило технологию теорией и методами для более активного-преобразования вещества природы. Если главной задачей технологии предыдущего периода было получение исходных веществ для производства других уже известных химических соединений и продуктов (серная кислота, сода, щелочи и др.), составлявших область основной химической промышленности, то технология конца XIX — начала XX в. решала бо- [c.142]

Второй основной закон термодинамики гласит, что от тела или системы тел, все материальные точки которых имеют одну и ту же температуру, нельзя получить механической работы. При этом предпосылается, что тела или системы тел ни по своей механической природе, ни по своим химическим свойствам не способны производить механическую работу. Такое тело или систему тел считают находящимися в состоянии полного теплового равновесия. Тот же закон формулирован Клаузиусом в другом виде тепло не может само по себе переходить от тела более холодного к телу более теплому такой переход соверщается только за счет изменений в состоянии других окружающих тел. [c.576]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...