35. 1Й закон термодинамики (первое начало термодинамики).
Представляет собой формулировку обобщённого закона сохранения энергии для термодинамических процессов. В наиболее простой форме его можно записать как
Где dU есть полный дифференциал внутренней энергии системы, а ᵟA и ᵟQ есть элементарное количество теплоты, переданное системе, и элементарная работа, совершенная системой соответственно. Нужно учитывать, что ᵟA и ᵟQ нельзя считать дифференциалами в обычном смысле этого понятия, поскольку эти величины существенно зависят от типа процесса, в результате которого состояние системы изменилось.
Выше использовано «теплотехническое правило знаков для работы» (положительной считают работу, совершаемую системой, когда она отдаёт энергию, а отрицательной — работу, совершаемую над системой, когда она получает энергию) и «термодинамическое правило знаков для теплоты» (положительной считают теплоту, получаемую системой, а отрицательной — теплоту, отдаваемую системой). В «термодинамическом правиле знаков для работы» положительной считают работу, совершаемую над системой, а отрицательной — работу, совершаемую системой. Наконец, в «термохимическом правиле знаков для теплоты» положительной считают теплоту, отдаваемую системой, а отрицательной — теплоту, получаемую системой. Иногда в рассматриваемое выражение для первого начала наряду с работой и теплотой включают ещё и работу переноса массы (химическую работу), выделяя её из общего выражения для работы в отдельное слагаемое.
36. Основные положения мктг.
Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория, возникшая в XIX веке и рассматривающая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:
1.все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;
2.частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);
3.частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.
Основными доказательствами положений МКТ стали:
В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:
1.Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул, которые сами состоят из атомов («элементарных молекул»). Молекулы химического вещества могут быть простыми и сложными, т.е. состоять из одного или нескольких атомов. Молекулы и атомы представляют собой электрически нейтральные частицы. При определенных условиях молекулы и атомы могут приобретать дополнительный электрический заряд и превращаться в положительные или отрицательные ионы.
2.Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.
3.Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо
37) Давление, температура, энтальпия и внутренняя энергия
энтальпия и внутренняя энергия
С точки зрения молекулярно-кинетической теории внутренняя энергия составляется из кинетической энергии всех частиц (молекул, атомов), потенциальной энергии взаимодействия молекул и энергии колебательного движения атомов (т. н. нулевой энергии). Внутренняя энергия есть функция состояния, зависящая от температуры и давления, а для идеального газа — только от температуры (в этом случае потенциальной энергией взаимодействия пренебрегают). На практике значение имеет не сама величина внутренней энергии, и ее изменение ΔU: ΔU = cVM (t2 – t1) где сVM — средняя удельная массовая теплоемкость при постоянном объеме в пределах от t1 до t2, кДж/(кг•°С). Таким образом, изменение внутренней энергии идеального газа равно произведению средней теплоемкости при постоянном объеме на разность температур газа. Единицы удельной внутренней энергии — джоуль на килограмм (Дж/кг), джоуль на киломоль (Дж/кмоль) и джоуль на метр кубический (Дж/м3). Энтальпия (теплосодержание насыщенного газа) — количество теплоты, необходимое для повышения температуры 1 кг вещества от абсолютного нуля до пара заданной температуры. В общем случае энтальпия является функцией температуры и давления. Как и в случае с внутренней энергией, чаще надо знать изменение энтальпии ΔI, а не ее абсолютное значение: ΔI = срМ (t2 – t1) где срМ — средняя удельная массовая темплоемкость при постоянном давлении в пределах от t1 до t2, кДж/(кг.°С). Следовательно, изменение энтальпии идеального газа равно произведению средней теплоемкости при постоянном давлении на разность температур газа. Энтальпию реального газа можно рассматривать как сумму энтальпии в идеальном состоянии и соответствующего корректирующего члена: I = Iид + ΔI Корректирующий член ΔI может быть определен по графику зависимости энтальпии газов от приведенных температуры и давления
Температура
Температура – один из основных термодинамических параметров, определяющих тепловое состояние вещества, тела, системы тел. Согласно молекулярно-кинетической теории, температура системы прямо пропорциональна средней кинетической энергии теплового движения частиц. Передача тепла от одного тела к другому может происходить только при наличии разности температур (от более нагретого к менее нагретому).
Для измерения температуры применяют следующие температурные шкалы:
абсолютную термодинамическую;
международную практическую.
Единицей измерения по абсолютной термодинамической шкале является кельвин (К), а по международной практической – градус Цельсия (єС).
Соотношение в градусах: T = t + 273, К; t = Т – 273, єС.
Порядок определения температуры продуктов взрыва:
1) составить уравнение реакции взрывчатого разложения;
2) определить теплоту взрыва;
3) вычислить теплоемкость продуктов взрыва;
4) подсчитать суммарную молярную теплоемкость;
5) определить температуру продуктов взрыва.
Давление
Давление – физическая величина, характеризующая интенсивность сил, действующих на элемент поверхности тела нормально к этой поверхности.
Давлением р называют величину, равную отношению модуля силы давления F, действующей перпендикулярно поверхности, к площади 5 этой поверхности:
p=F/S.
При равномерном распределении сил давления давление на всех участках поверхности одинаково и численно равно силе давления, действующей на поверхность единичной площади.
Единицу давления устанавливают из формулы . В СИ за единицу давления принято давление, вызываемое силой 1 Н, равномерно распределенной по перпендикулярной к ней поверхности площадью 1 м2. Эту единицу давления называют паскаль (Па): 1 Па=1 Н/м2.
Часто используют и следующие внесистемные единицы давления:
1.техническая атмосфера (ат): 1 ат=9,8·104 Па;
2.физическая атмосфера (атм), равная давлению, производимому столбом ртути высотой 760 мм. атм = 1,033 ат = 1,013·105 Па;
3.миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.): 1 мм рт. ст. » 133,3 Па;
4.бар (в метеорологии используют миллибар); 1 бар=105 Па, 1 мбар=102 Па.