Окружающая среда

Система

-A

-Q

Теплота и работа – форма передачи энергии. (Теплота – в форме хаотичного движения частиц; работа – в форме упорядоченного движения частиц).

Параметры состояния – величины, позволяющие определить состояние системы.(P, V, T, состав).

Различают экстенсивные (m, V) и интенсивные параметры состояния.

Функции состояния.

Функция F параметров состояния (P, V, T) – называется функцией состояния, если её значение зависит только от параметров состояния и не зависит от пути перехода системы от одного состояния в другое.

Потенциальная энергия является функцией состояния, так как она не зависит от пути перехода из одного состояния в другое, а зависит только от разности высот.

U_пот.=mgh

Рассмотрим процесс расширения идеального газа.

Pвнутр.газа

Pвнешн.среды

A=-pdV

1. Обратимый процесс – такое превращение, если система бесконечно медленно переходит из одного состояния равновесия в другое через промежуток равновесных состояний.

При этом параметр системы и окружающей среды отличается друг от друга на бесконечно малую величину.

Система находится в состоянии равновесия, если значение параметров одинаково во все точках и остается фиксированным, т.е. неизменным во времени.

При этом одновременно осуществляется термическое равновесие, механическое равновесия (давление) и химическое (состав).

Pвнутр=Pвнеш

A=v1^V2PвнешdT= - Pвнеш(V2-V1)

2. Необратимый процесс.

PвнутрPвнеш

PV=nRT

P=nRT/V

A= - v1^V2nRTdv/v= - nRTLnv2/v1

Т.о. величина A зависит от пути процесса (обратимого или необратимого), поэтому А не является функцией состояния и её бесконечно малые изменения обозначаются: A.

обратимый

P

V

необратимый

1 закон термодинамики. Подводящееся к системе тепло тратится на изменение внутренней энергии системы и на совершение работы.

U=A+Q

В

A3,Q3

нутренняя энергия системы является функцией состояния, т.е. её значение зависит от параметров состояния.

U=U2-U1=A1+Q1=A2+Q2=A3+Q3

U2

A1,Q1

U1

A2,Q2

Частный случай:

1. Если система совершает циклическое превращение и возвращается в исходное состояние, то изменение внутренней энергии равно 0.

2. Процессы при V=const.

Рассмотрим только механическую работу расширения газа.

A=-pV=0 Следовательно: U=Qv

Физический смысл: то тепло, которое сообщается системе при V=const. (тепловая энергия при постоянном объеме).

3. Процессы при P=const

U=U2-U1=A+Q

Qp=(U2+pV2)-(U1-pV1)=H2-H1=H

H-энтальпия

Qp – изменение теплоты при постоянном давлении.

H=U+pV

2. Растворы. Образование растворов. Способы выражения концентрации растворов.

Растворы – гомогенные системы переменного состава.

• газообразные (воздух)

• жидкие (нефть)

• твердые (чугун)

Растворитель и растворимые вещества= растворы

Если растворитель и растворимое вещество находятся в одной фазе, то раствор считается того вещества, которого больше.

Способ выражения концентрации растворов.

1. М – молярность.

По числу молей растворенного вещества в л раствора. Моль/л

2. N, н – нормальность г.эквив/л

По числу грамм эквивалента раствора вещества л раствора

3. m – маляльность

По числу молей растворенного вещества в 1 кг растворителя. Молей/1000г р-ля

4. % вес – число весовых частей растворенного вещества в 100 весовых частях раствора.

5. T – титр. г. раств. в-ва/см³

6. i – мольная доля – отношение числа молей данного компонента к сумме молей всех компонентов раствора.

i=к/j