yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Хімія->Содержание->ФОРМИ ОБМІНУ ЕНЕРГІЄЮ: ТЕПЛОТА ТА РОБОТА

Фізична хімія

ФОРМИ ОБМІНУ ЕНЕРГІЄЮ: ТЕПЛОТА ТА РОБОТА

 

У хімічній термодинаміці розглядаються два основних способи обміну енергією між системою і навколишнім середовищем: обмін енергією у вигляді тепла і обмін енергією у вигляді роботи. Перший спосіб обміну енергією здійснюється при безпосередньому контакті тіл, які мають різну температуру. При цьому енергія передається від тіл з більшою температурою до тіл з меншою температурою.

Енергія, яка передається одним тілом іншому при їх взаємодії, яка залежить тільки від температури цих тіл, і яка не пов¢язана з перенесенням речовини, називається теплотою процесу. У термодинаміці прийнято енергію, одержану системою у формі теплоти, називати підведеною теплотою і мати за позитивну, а віддану – називати відведеною і мати за негативну.

Другий спосіб обміну енергією обумовлений наявністю силових полів або зовнішнього тиску. При такому обміні термодинамічне тіло повинно рухатися в силовому полі або під дією зовнішнього тиску змінювати свій об¢єм. Такий спосіб обміну енергією називається передачею енергії у вигляді роботи, а енергія, яка передається одним тілом іншому при їх взаємодії, яка не залежить від температури цих тіл і не пов¢язана безпосередньо з перенесенням тепла від одного тіла до іншого, називається роботою процесу. Роботу прийнято мати за позитивну, якщо вона здійснюється системою щодо навколишнього середовища, і негативною, якщо її здійснює навколишнє середовище щодо системи.

Робота визначається добутком шляху, який проходить система під дією будь-якої сили, на цю силу. Уявимо собі циліндр з рухомим поршнем площею S (рис.1.3). Поршень навантажений і утворює тиск Р. Очевидно, що сила, яка діє на поршень, буде дорівнювати PS. Якщо поршень перемістився на елементарну відстань dh, то при цьому виконується елементарна робота dА=PSdh. Але S×dh=dV, тому dA=PdV. Остаточна робота визначається інтегруванням цього рівняння:

 

,

де V1 і V2 - об¢єми, відповідні початковому та кінцевому станам.

 

                                  Р                            Р

                                                                           1

                                                                                               2      

 

                         S            dh

 

                                                                                                    V

 

Рисунок 1.3 – Робота сил                       Рисунок 1.4 – Графічне

                      розширення                       подання роботи

 

У діаграмі Р – V робота характеризується площею, розміщеною під кривою процесу ( рис.1.4). З рисунка видно, що робота не є функцією стану системи, оскільки  залежить від шляху процесу. Те саме можна сказати і про теплоту. Таким чином, елементарна теплота dQ та елементарна робота dА не являють собою повних диференціалів параметрів стану і є лише нескінченно малими кількостями теплоти і роботи. В хімічній термодинаміці теплоту і роботу прийнято виражати у Дж/моль.

 

 

4