كيمياء

القانون الثاني للديناميكا الحرارية

القانون الثاني للديناميكا الحرارية


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

المعادلات الأساسية

التغيير في الطاقة الداخليةديو موصوف في القانون الأول للديناميكا الحرارية. إذا كان مسموحًا بالعمل الحجمي فقط ، فإن التغيير في الطاقة الداخلية هو:

ديو=δس+δدبليو.=δسصدالخامسس=الدفءدبليو.=مهنةص=الضغطالخامس=الصوت

من أجل وصف التغييرات في حالة النظام الديناميكي الحراري ، لا يكفي فقط النظر في الطاقة الداخلية. تتم كل عملية ديناميكية حرارية عن طريق تحديد التغيير في الانتروبيا دس. وتغيير الحجم دالخامس أو التغيير في الانتروبيا والتغيير في الضغط دص وصفها بوضوح. ستكون هاتان العلاقتان كافيتين تمامًا لوصف جميع العمليات الديناميكية الحرارية. المعادلات الأساسية التالية تلبي هذه المتطلبات.

المعادلات الأساسية للطاقة الداخلية و المحتوى الحراري

يمكن تحويل القانون الأول للديناميكا الحرارية إلى ما يسمى بالمعادلة الأساسية:

ديو=δس+δدبليو.=δسمراجعة+δدبليو.المجلدδدبليو.المجلد=صدالخامسوδسمراجعة=تيدس.ديو=تيدس.صدالخامسسمراجعة=تبادل الحرارة بشكل عكسيتي=درجة الحرارة المطلقة

تتوافق متغيرات الحالة أمام التفاضلات مع الحاصلات التفاضلية الجزئية للتفاضل الكلي للطاقة الداخلية يو=يو(س.,الخامس):

ديو=(يوس.)الخامسدس.+(يوالخامس)س.دالخامس(يوس.)الخامس=تيو(يوالخامس)س.=ص

يمكن تنفيذ كل تغيير في الحالة يؤدي إلى تغيير في الطاقة الداخلية (على الأقل في الفكر ، وليس دائمًا في الممارسة) بطريقة قابلة للعكس.

يمكن الحصول على معادلة أساسية أخرى من معادلة تعريف المحتوى الحراري والقانون الأول:

دح=ديو+د(صالخامس)=تيدس.صدالخامس+صدالخامس+الخامسدصدح=تيدس.+الخامسدص

بمقارنة هذه المعادلة الأساسية مع التفاضل الكلي في المحتوى الحراري ح=ح(س.,ص) يحصل المرء على تعبيرات عن حاصلات القسمة التفاضلية الجزئية:

دح=(حس.)صدس.+(حص)س.دص(حس.)ص=تيو(حص)س.=الخامس

طاقة هيلمهولتز وجيبس

ومع ذلك ، نظرًا لأنه من الصعب عمليًا قياس التغييرات في الانتروبيا ، فإن وظيفتي الحالة متاحة أيضًا أ.=أ.(تي,الخامس) و جي=جي(تي,ص) أدخلت.

طاقة هيلمهولتز (طاقة مجانية) أ. وطاقة جيبس ​​(المحتوى الحراري الحر) جي بواسطة المعادلتين

أ.=يوتيس.جي=حتيس.

يتم تعريفها.

كل الطاقة الداخلية يو يتكون النظام من جزأين يو=أ.+تيس.منها فقط النسبة أ.=يوتيس. للتحويل إلى عمل (قابل للعكس ، أقصى عمل دبليو.مراجعة) "مجاني" بينما النسبة تيس. (الطاقة المقيدة) فقط في الحرارة سمراجعة يمكن تحويلها. على العكس من ذلك ، فإن طاقة هيلمهولتز أ. لا يمكن زيادتها إلا بإضافة عمل قابل للعكس ، بينما تزيد الحرارة والعمل الذي لا رجعة فيه من النسبة تيس. تكبير.

الأمر نفسه ينطبق على طاقة جيبس جي. هي نسبة المحتوى الحراري المستخدمة فيما يسمى بالعمل المفيد (أقصى عمل مفيد قابل للعكس دبليو.مراجعةدبليو.المجلد) يمكن تحويلها. العمل المفيد لا يشمل حجم العمل دبليو.المجلد.

المعادلات الأساسية لطاقة هيلمهولتز وجيبس

يمكن أيضًا إعطاء المعادلات الأساسية لطاقة Helmholtz و Gibbs:

دأ.=ديود(تيس.)=تيدس.صدالخامس(تيدس.+س.دتي)دأ.=س.دتيصدالخامسدجي=دحد(تيس.)=تيدس.+الخامسدص(تيدس.+س.دتي)دجي=س.دتي+الخامسدص

بمقارنة الفروق الإجمالية لطاقة Helmholtz وطاقة جيبس ​​مع المعادلات الأساسية المقابلة ، يتم الحصول على مزيد من التعبيرات للحاصلات التفاضلية الجزئية:

دأ.=(أ.تي)الخامسدتي+(أ.الخامس)تيدالخامس(أ.تي)الخامس=س.و(أ.الخامس)تي=صدجي=(جيتي)صدتي+(جيص)تيدص(جيتي)ص=س.و(جيص)تي=الخامس


فيديو: القانون الثاني للديناميكا الحرارية (قد 2022).