Другий закон термодинаміки – хімія
Функції “внутрішня енергія” і “ентальпія” не дають однозначної відповіді на питання про можливість самовільного протікання процесу.
З рівняння (1.3.) Випливає, що при зміні внутрішньої енергії системи максимального значення роботи буде відповідати мінімальне значення теплоти (за абсолютною величиною). Відношення цієї мінімально можливою теплоти до температури, при якій здійснюється ізотермічний процес, називається наведеної теплотою.
Основна ідея, закладена в другому початку термодинаміки, полягає в неминучості дисипації енергії у формі теплоти через асиметрії переходів теплота робота і робота теплота на молекулярно-кінетичному рівні.
Різні види енергії прагнуть перетворитися на теплоту, а теплота прагне розсіятися, тобто теплоту можна повністю перетворити в роботу – формулювання другого закону термодинаміки.
Так була виявлена закономірність: система прагне до переходу з більш упорядкованого (менше ймовірного) стану в менш впорядковане (більш ймовірне).
Перехід систем з менш упорядкованого стану в більш впорядковані (конденсація, стиснення, полімеризація) призводить до зменшення ентропії (ΔS <0) і протидіє мимовільного протіканню процесу.
Світоглядне значення другого початку термодинаміки велике. Зростання ентропії означає старіння Всесвіту як ізольованої системи і припинення самовільних процесів при досягненні максимальної ентропії. В. Оствальд вважав, що сутність живого визначається специфічністю прояву закону розсіювання енергії: живе відрізняється від неживого більшою швидкістю приросту ентропії. Російський фізик Н. Умов зазначав, що всі органи чуття організму, сприймають сигнали зовнішнього середовища за рахунок дії закону розсіювання енергії. Критика другого початку послужила поштовхом для розвитку нерівноважної термодинаміки і синергетики, привернула увагу до проблем глобальної екології і еволюції.
Отже, система прагне до стану з мінімальною енергією (АН <0 і Е <0) і максимальною невпорядкованістю системи (ΔS> 0). При інших поєднаннях характеру змін функцій стану системи можливість мимовільно протікає процесу визначає або ентальпійного, або ентропійний фактор. В якості критерію самопроизвольности процесу введена нова функція – вільна енергія.
Related posts:
- Другий закон термодинаміки Як і перший закон, другий закон термодинаміки представляє собою узагальнений опис явищ природи. У своїй класичній”формулюванні він стверджує неможливість побудови машини, що працює постійно за рахунок тепла, що переноситься від менш нагрітого до більш нагрітого тіла. Цю формулювання можна спростити, сказавши, що теплота завжди переноситься в напрямку зменшення температури, подібно молекулам стисненого газу, які завжди […]...
- Другий початок термодинаміки Причиною всіх змін тієї ж води в природі є дію ще одного фундаментального закону природи, відомого під назвою другого закону термодинаміки. При контакті двох тіл з різною температурою тіло, що має вищу температуру, віддає деяку кількість теплоти і остигає, а тіло, що має більш низьку температуру, отримує деяку кількість теплоти і нагрівається. Відповідно до першого […]...
- Другий закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки не накладає ніяких обмежень на напрями перетворень енергії з одного виду в інший і на напрям переходу теплоти між тілами, вимагаючи тільки збереження повного запасу енергії в замкнутих системах. Другий закон термодинаміки відображає спрямованість природних процесів і визначає обмеження на можливі напрямки енергетичних перетворень в макроскопічних системах. Як і будь фундаментальний закон, […]...
- Другий закон термодинаміки. Незворотні процеси Незворотній процес. Незворотнім називається фізичний процес, який може мимовільно протікати тільки в одному визначеному напрямку. У зворотному напрямку такі процеси можуть протікати тільки як одна з ланок складнішого процесу. Необоротними є практично всі процеси, що відбуваються в природі. Це пов’язано з тим, що в будь-якому реальному процесі частина енергії розсіюється за рахунок випромінювання, тертя і […]...
- Другий і третій початок термодинаміки Термодинамічний опис різних фізичних процесів з використанням тільки першого закону термодинаміки є неповним, оскільки не враховує факту існування в природі незворотних процесів. Для побудови адекватної теорії треба було введення додаткового постулату, що отримав назву другого початку термодинаміки. Введення цього почала дозволило розділити опис рівноважних (оборотних) і нерівноважних (необоротних) процесів. До категорії оборотних відносяться процеси, для […]...
- Перший закон термодинаміки – коротко Нагадаємо, що внутрішню енергію макроскопічної системи можна змінити шляхом теплопередачі або при здійсненні роботи. Припустимо, що над системою одночасно відбувається робота А ‘і їй повідомляється деяка кількість теплоти Q. Наприклад, газ, що знаходиться в циліндрі під поршнем, стискають і передають йому деяку кількість теплоти. Механічна енергія системи при цьому не змінюється. Отже, Зміна внутрішньої енергії […]...
- Перший закон термодинаміки: визначення Перше начало (перший закон) термодинаміки – це закон збереження і перетворення енергії для термодинамічної системи. Відповідно до першого початку термодинаміки, робота може відбуватися тільки за рахунок теплоти або якоїсь іншої форми енергії. Отже, роботу і кількість теплоти вимірюють в одних одиницях – джоулях (як і енергію). Перший початок термодинаміки був сформульований німецьким вченим Ю. Л. […]...
- Перший початок термодинаміки: доповідь Перший закон (початок) термодинаміки, або закон збереження енергії в теплових процесах: кількість теплоти, повідомлене системі, витрачається на здійснення роботи системи проти зовнішніх сил і на збільшення її внутрішньої енергії: Q = ΔU + A, де Q – кількість теплоти, отримане системою ; ΔU – зміна внутрішньої енергії системи; A – робота, здійснена системою. Очевидно, що […]...
- Перший закон термодинаміки – фізика Перший закон термодинаміки – це окремий випадок закону збереження енергії, головного закону природи. Він показує, від яких причин залежить зміна внутрішньої енергії. Закон збереження енергії. До середини XIX ст. численні досліди довели, що Важливо механічна енергія ніколи не пропадає безслідно. Падає, наприклад, молот на шматок свинцю, і свинець нагрівається. Сили тертя гальмують тіла, які при […]...
- Третій закон термодинаміки – доповідь Пам’ятайте красиве слово “ентропія”? Для тих, хто призабув, нагадаємо, і спробуємо розповісти про те, що таке ентропія таке простими словами: Ентропія – це міра хаосу в будь-якій системі. В якості системи може виступати Ваш письмовий стіл або каструля з борщем, або навіть ця, ну як її… Всесвіт! Чим менше в системі порядку, тим більше ентропія. […]...
- Другий закон термодинаміки, незворотність Другий закон термодинаміки У шкільному курсі фізики ми вивчаємо спрощені процеси, використовуємо приблизні моделі. Однак в реальному житті багато вивчені закони застосувати практично неможливо. Довго час вчені намагалися винайти вічний двигун першого роду. Основним його відміну є здійснення роботи без додаткової допомоги. Тобто для нього не потрібно використовувати паливо. Всі процеси в ньому відбуваються без […]...
- Перший закон термодинаміки Енергія замкнутої системи взаємодіють між собою тіл, що залежить від їх швидкостей, положення, температури, форми, хімічного складу і т. п., залишається незмінною. Молекулярна фізика пояснює властивості тіла, розглядаючи рух молекул або атомів, з яких воно складається, і взаємодія між ними. Однак у багатьох випадках характеристики руху і взаємодії між частинками тіла залишаються невідомими, і тоді […]...
- Перший початок термодинаміки для ізопроцесів Ще стародавній людині було відомо, що шляхом тертя можна отримати вогонь. Але тільки в XIX в. пізнання цього явища отримало кількісне вираження і набуло значення наукового принципу – принципу еквівалентності теплоти і роботи. Р. Клаузіус назвав еквівалентність теплоти і роботи першим початком термодинаміки: “У всіх випадках, коли з теплоти з’являється робота, витрачається пропорційне отриманої роботі […]...
- Термодинаміка Дослідження процесу перетворення теплоти в роботу і назад, здійснені в XIX в. С. Кална, Р. Майєром, Д. Джоулем, Г. Гемгольцем, Р. Клаузиусом, У. Томсоном (лордом Кельвіном), призвели до висновків, про які Р. Майер писав: “Рух, теплота… електрику являють собою явища, які вимірюються один одним і переходять один в одного за певними законами “[3]. Г. Гемгольц […]...
- Три початка термодинаміки Аналогами трьох законів Ньютона в механіці, є три початку в термодинаміки, які пов’язують поняття “тепло” і “робота”: Нульовий початок термодинаміки говорить про термодинамічній рівновазі. Перший початок термодинаміки – про збереження енергії. Другий закон термодинаміки – про теплових потоках. Третій закон термодинаміки – про недосяжність абсолютного нуля. Загальна (нульовий) початок термодинаміки Загальна (нульове) початок термодинаміки говорить, […]...
- Неможливість створення вічного двигуна Довгий час вчені робили спроби створення вічного двигуна, т. є. Такого пристрою, який здійснювало б механічну роботу тільки за рахунок внутрішньої енергії, не отримуючи енергії ззовні. З першого закону термодинаміки випливає неможливість створення такого двигуна. Дійсно, якщо до системи не підводять енергію, т. Е. Q = 0, то робота буде відбуватися тільки за рахунок внутрішньої […]...
- Теплова смерть Всесвіту Відповідно до другого початку термодинаміки, якщо в ізольованій системі мають місце незворотні процеси, то ентропія такої системи може тільки зростати. Реальні процеси, як свідчить досвід, є незворотними. Вони супроводжуються мимовільним перетворенням енергії в теплоту (розсіювання енергії). При цьому внаслідок теплообміну температури тіл вирівнюються. Такі процеси йдуть відповідно до закону збереження енергії і з законом зростання […]...
- Відмінність кількості теплоти і роботи Кількість теплоти – це міра зміни внутрішньої енергії, яку тіло отримує (або віддає) в ході теплообміну. У міжнародній системі одиницею кількості теплоти, також як роботи і енергії, прийнятий джоуль: [Q] = [A] = [E] = 1 Дж. На практиці так само вживають внесистемную одиниця кількості теплоти – калорія. 1 кал. = 4,2 Дж. Відмінність кількості […]...
- Перший закон термодинаміки для ізопроцесів Ізотермічний процес Так як при даному процесі температура залишається незмінна, то все кількість енергії, яке може бути передано газу, йде тільки на вчинення роботи, без зміни внутрішньої енергії, яка спричинила б за собою зміну температури. Ізохорний процес В даному випадку не відбувається зміна обсягу, а це значить, що робота над газом не відбувається. Отже, все […]...
- Нульовий початок термодинаміки Термодинаміка як наука офіційно зародилася дуже давно, на території Стародавнього Сходу, а потім інтенсивно розвивалася в європейських країнах. У наукових постулатах протягом тривалого періоду часу залишався недостатньо вивченим питання про взаєминах частини і цілого. Як стало ясно в середині 20 століття, всього один елемент здатний перетворити ціле абсолютно несподіваним чином. З класичної термодинаміки випливає, що […]...
- Другий закон Ньютона – загальна характеристика Коли на тіло діє відразу кілька сил, то воно рухається з прискоренням, якщо рівнодіюча F цих сил не дорівнює нулю. Нагадаємо, що рівнодіюча кількох сил, одночасно прикладених до тіла, називається сила, яка виробляє на тіло таку ж дію, як всі ці сили разом. Оскільки прискорення виникає в результаті дії сили, то природно припустити, що існує […]...
- Еквівалентність теплоти і роботи Перший закон термодинаміки відображає той факт, що внутрішня енергія системи може бути змінена як у процесі здійснення роботи, так і в результаті теплопередачі. Робота і кількість теплоти є заходами зміни внутрішньої енергії системи при різних процесах. Очевидно, що внутрішня енергія системи може бути змінена на одне і те ж значення тільки при передачі їй деякої […]...
- Енергія: хімія Енергія речовини – це його здатність виконувати роботу. Існує багато видів енергії. Хімікам найбільш “цікава” кінетична і потенційна енергія. 1. Кінетична енергія Кінетична енергія – енергія руху. Будь-яке рухоме тіло має кінетичної енергією. Чим більше маса тіла і його швидкість – тим більшою кінетичної енергією воно має. При зіткненні з іншим тілом частина кінетичної енергії […]...
- Нерівність Клаузіса З першого початку термодинаміки випливає існування у кожної системи деякої функції стану – внутрішньої енергії, яка володіє двома важливими властивостями: 1. Зміна цієї функції не залежить від шляху переходу системи з одного стану в інший, а залежить лише від початкового та кінцевого станів. 2. Якщо система здійснює рівноважний круговий процес, то зміна її внутрішньої енергії […]...
- Питома теплота пароутворення, плавлення Питома теплота пароутворення – це фізична величина, визначальна відношенням кількості теплоти, потрібної для перетворення рідини в пару, до температури кипіння цієї рідини. Фізичний зміст питомої теплоти пароутворення: питома теплота пароутворення дорівнює кількості теплоти, поглинається одиницею маси рідини при перетворенні її в пару в процесі кипіння. Питома теплота пароутворення якої-небудь рідини дорівнює її питомої теплоти конденсації. […]...
- Оборотні і необоротні процеси. Незворотність теплових процесів Оборотним називається процес, який відповідає таким умовам: Його можна провести в двох протилежних напрямках; В кожному з цих випадків система і навколишні її тіла проходять через одні й ті ж проміжні стану; Після проведення прямого та зворотного процесів система і навколишні її тіла повертаються до вихідного стану. Всякий процес, що не задовольняє хоча б одній […]...
- Ентропія і термодинамічна ймовірність Другий закон термодинаміки стверджує, що всі необоротні процеси (а такими є практично всі теплові процеси, в усякому разі, всі процеси, які протікають природно) йдуть так, що ентропія тіл, які беруть у них участь, зростає, прагнучи до максимального значення. Максимальне значення ентропії досягається тоді, коли система приходить в рівноважний стан. Разом з тим вище вже зазначалося, […]...
- Згорання палива Згорання палива – це хімічний окислювальний процес. При згорянні атоми вуглецю З об’єднуються з атомами кисню О, формуючи молекули. Внаслідок, зазначеного процесу йде виділення енергії, застосовуваної людьми для технічних потреб. При описі властивостей палива застосовують такий параметр, як теплотворність. Теплотворність характеризує кількість теплоти, що виділяється при згорянні 1 кг палива. У фізиці теплотворності пропорційно поняття […]...
- Рух тепла Які процеси можуть протікати в ізольованій системі мимовільно? Чи залежить зміна внутрішньої енергії системи від шляху (способу) її переходу з одного стану в інший? Чи достатньо тільки закону збереження енергії для опису можливих мимовільних процесів в ізольованих системах. Урок-лекція ПЕРШИЙ ЗАКОН (ПЕРШЕ ПОЧАТОК) ТЕРМОДИНАМІКИ. Уявімо, що ми вивчаємо систему матеріальних тіл (це може бути сукупність […]...
- Закон збереження енергії Нехай деякий матеріальне тіло взаємодіє з іншими нерухомими тілами, причому всі сили взаємодії є потенційними. Позначимо кінетичну енергію тіла в деякий початковий момент часу K0, а потенційну енергію його взаємодії з іншими тілами в той же момент часу U0, через K, U – позначимо кінетичну і потенційну енергії в довільний момент часу. У цьому випадку […]...
- Вплив першого початку термодинаміки на адіабатичний процес Щоб визначити вплив першого закону термодинаміки на Адіабатний процес, необхідно чисто теоретично припустити, що в системі відбулося вже дане явище. У цьому випадку можливо, не вдаючись у дрібні нюанси і деталі, стверджувати, що газ при поступовому розширенні здійснює роботу, але при цьому втрачає власну внутрішню енергію. Іншими словами, що здійснюються при адіабатні розширенні газу робота […]...
- Плавлення і твердіння Перехід речовини з твердого стану в рідкий називають плавленням; температура, при якій відбувається цей процес, називають температурою плавлення. Вона залежить від тиску. При атмосферному тиску лід плавиться при 0 ° С, залізо при 1539 ° С, ртуть при -39 ° С, вольфрам при 3410 ° С. Для плавлення речовини необхідно затратити енергію, т. Е. Повідомте […]...
- Постулати термодинаміки 1. Термодинаміка – це розділ фізики, в якому з найбільш загальних позицій (без звернення до молекулярних уявленням) розглядаються процеси обміну енергією між досліджуваним об’єктом і навколишнім середовищем. Термодинаміка – це вчення про зв’язки та взаємоперетвореннях різних видів енергії, теплоти і роботи. Перелічити всі області знання, в яких використовуються термодинамічні методи дослідження, просто неможливо. Як би […]...
- Конденсація Конденсацією називають процес переходу молекул пари в рідину. При конденсації пари виділяється теплота (відбувається процес переходу кінетичної енергії молекул у внутрішню енергію рідини). Кількість теплоти, що виділилася при конденсації 1 кг речовини в рідину, називають питомою теплотою конденсації. Питома теплота конденсації речовини дорівнює по абсолютній величині питомої теплоті паротворення того ж речовини. Процесами конденсації пояснюється […]...
- Фазові переходи На сторінці “Перенесення тепла” була розглянута формула для обчислення змін теплової енергії тіла при зміні його температури: Q = cmΔT Але, при певних обставинах ця формула не діє – при припливі або відтоку теплової енергії температура тіла не змінюється. Один з найпростіших прикладів подібних випадків, з яким ми стикаємося щодня – це кип’ятіння води. Як […]...
- Принцип Ле Шательє-Брауна Розглянуте вище опис оборотних термодинамічних процесів за допомогою термодинамічних потенціалів не дозволяє зробити висновок про стійкість того чи іншого рівноважного стану. Загальна умова стійкості рівноваги ізольованих систем може бути сформульовано на основі закону зростання ентропії. З цього закону випливає, що зростання ентропії ізольованої системи відбувається до тих пір, поки в ній не загасають всі незворотні […]...
- Неможливість вічного двигуна першого роду Відповідно до першого початку термодинаміки система, яка поставлена в такі умови, що вона не може отримувати теплоту від оточуючих її тіл, може здійснювати роботу лише за рахунок убутку своєї внутрішньої енергії. Будь-яка система має певний запас внутрішньої енергії, тому і робота, яку вона може зробити, обмежена запасами в нутренней енергії і з цієї причини є […]...
- Ідеальний тепловий двигун Французький учений Карно, вирішуючи проблему підвищення ефективності теплових двигуни, запропонував модель ідеального теплового двигуна. Робочим тілом в нім служить ідеальний газ. Енергетично найбільш вигідними є Адіабатний і ізотермічний процеси, що відбуваються з ідеальним газом. У них вся отримана робочим тілом енергія перетворюється в роботу. Нагадаємо, що при Ізохоричний процесі робота не звершується, при изобарном на […]...
- Конфігурація молекул При грі в кості число сім випадає частіше, ніж будь-яке інше число, тому що воно утворюється в результаті більшого числа довільних комбінацій інших чисел. Абсолютно з тих же міркувань число молекул, що знаходяться в якомусь даному стані (конфігурації), буде залежати від кількості енергетичних рівнів, що відповідають даній конфігурації і доступних для молекул. Переважатимуть конфігурації, відповідні […]...
- Кількість теплоти Термодинаміка – наука, яка вивчає зв’язок між речовиною роботою і теплотою. Над удосконаленням цієї науки трудилися такі вчені як Гіббс, Карно, Джоуль, Клаузіус, Кельвін та ін. Вони допомогли пояснити сенс теплопровідності речовини і теплоємності, теплоти фазових переходів, теплового розширення тіл. Теплотою в термодинаміки називають внутрішню кінетичну енергію речовини, яка визначається хаотичними рухами складових речовини: атомів […]...