Сходные свойства теплоты и работы

Теплота и работа — функции процесса, то есть связаны с процессом и зависят от пути процесса, то бесконечно малые количества теплоты (элементарная теплота δQ ) и работы (элементарная работа δW ) не полные дифференциалы. Эти величины не могут быть выражены в форме ΔQ и ΔW. Единица измерения количества теплоты и работы – джоуль (Дж).

Различие теплоты и работы

Теплота передаётся в результате хаотического движения молекул. При совершении работы энергия передаётся путём упорядоченного (организованного) движения молекул под действием определённой силы (например, когда поршень сжимает газ, молекулы движутся в направлении движения поршня). Если работа переходит в теплоту, то направленное организованное движение молекул становится неупорядочным, хаотическим.

Термодинамический процесс – всякое изменение, происходящее в системе и связанное с изменением хотя бы одного параметра. Термодинамический процесс вызывает энергетические изменения в системе, которые выражаются через изменение определённых величин: ΔU, ΔН, δQ, δW.

Химическая реакция – изменение химического состава системы при протекании процесса.

Обратимый (равновесный) процесс – процесс, который может возвратиться в первоначальное состояние без каких-либо энергетических изменений в окружающей среде или в самой системе под влиянием бесконечно малой силы. Равновесному процессу свойственны максимальная работа и двусторонность.

Необратимый (неравновесный) процесс – процесс, который протекает в результате конечных воздействий на систему и не изменяет направления под влиянием бесконечно малой силы. Необратимому процессу свойственны меньшая работа и односторонность.

Отличие термодинамической обратимости от химической

Химическая обратимость характеризует направление процесса, а термодинамическая – способ его проведения.

ВОПРОС № 5

Энтропия – мера энергетического беспорядка в системе. Энтропия характеризует ту часть энергии (TS),которая не превращается в работу - связанную энер­гию. Энтропия — функция состояния, её изменение определяется только начальным и конечным состояниями системы

, то dS — полный дифференциал.

Рассеивание энергии зависит от состояния системы.

Элементарная приведённая теплота процесса – отношение количества теплоты к температуре процесса. Она равна полному дифференциалу энтропии.

С молекулярной точки зрения энтропия S — мера неупорядоченности частиц системы: чем больше энтропия тем больше неупорядоченность. Для твердых тел с упорядоченным расположением атомов в кристаллическую решетку энтропия меньше, а для газов с хаотическим расположением молекул – энтропия больше. S тв тел < S газов.

Энтропийная формулировка второго начала (закона возрастания энтропии) термодинамики

В каждом процессе, происходящем в природе, увеличивается сумма энтропии всех тел, которые подвергаются каким-либо изменениям. Нет таких процессов, которые приводят к уменьшению энтропии системы. Полное изменение энтропии системы положительно.

Общая энтропия системы увеличивается, а энтропия отдельных частей системы может увеличиваться и уменьшаться. Энтропия возростает до тех пор, пока не наступит равновесие, при котором её значение не станет максимальным.

прекращение процесса

Увеличение энтропии связано с усилением хаотического движения молекул, то есть рост энтропии связан с увеличением неупорядоченности в системе. Чем больше хаос, тем больше энтропия. Чем больше S, тем больше TS и Н, тем сильнее хаотическое движение молекул и рассеивание энергии и ниже рабо­тоспособность системы. Увеличение энтропии системы происходит с выделением теплоты и равномерным распределением энергии по компонентам и пространству системы. В реакциях присоединения простых веществ с образованием сложных энтропия системы может убывать.