yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Фізика->Содержание->§1.3 Законы термодинамики

Физическая химия

§1.3 Законы термодинамики

            Законы термодинамики являются эмпирическими, т.е. установлены путём обобщения экспериментальных данных. Первоначально сформулированы для описания работы тепловых машин в середине XIX века. Впоследствии была установлена их универсальность.

            Первый закон термодинамики является частным случаем одного из важнейших законов естествознания – закона сохранения и превращения энергии. Применительно к описанию работы тепловых машин он утверждает, что нельзя создать тепловую машину, которая совершает  механическую работу без затраты теплоты. Такая тепловая машина получила название вечного двигателя 1-го рода.

            Общенаучная формулировка первого закона термодинамики:

            Теплота, поглощённая системой, расходуется на изменение внутренней энергии и совершение системой работы:

δQ = dU + δА .

Если единственным видом работы является работа сил расширения, то

δQ = dU + PdV .

            Важнейшим следствием первого закона термодинамики является закон Гесса, позволяющий рассчитывать тепловые эффекты химических реакций.

            Второй закон термодинамики определяет условия протекания самопроизвольных процессов. Его первоначальные формулировки касались описания работы тепловых машин. Некоторые из них:

            Постулат Клаузиуса: невозможен самопроизвольный переход теплоты от менее нагретого тела к более нагретому телу.

            Постулат Оствальда: невозможно создать такую тепловую машину, которая ВСЮ поглощённую теплоту превращает в работу (вечный двигатель второго рода).

            Общенаучная формулировка второго закона термодинамики:

            Существует функция состояния системы (энтропия), изменение которой следующим образом связано с поглощённой теплотой и температурой системы:

           δQTdS  для самопроизвольных процессов,

           δQ = TdS  для обратимых процессов,

           δQTdS  для несамопроизвольных процессов.

Второй закон термодинамики позволяет определить направление протекания химических реакций и условия установления химического равновесия.

            Третий закон термодинамики описывает протекание процессов при температурах, близких к нулю Кельвина. Он утверждает, что нельзя охладить систему до нуля градусов Кельвина. Абсолютный ноль недостижим. Важнейшим выводом из третьего закона термодинамики является положение о том, что энтропия любого вещества при 0оК равна нулю. Таким образом,  в отличие от внутренней энергии и энтальпии значение энтропии вещества при любой температуре – абсолютная энтропия.

 

5