2. Термодинамические параметры. Термодинамические показатели. Баланс напряжений

Физическая химия. Конспект лекций / Химическая термодинамика / 2. Термодинамические параметры. Термодинамические показатели. Баланс напряжений
Страница 2

. Q не является функцией состояния и не является полным дифференциалом ΔQ.

Понятие работы

Работа процесса

– это энергия, передаваемая одним телом другому при их взаимодействии, не зависящая от температуры этих тел и не связанная с переносом вещества от одного тела к другому.

Обмен энергией между системой и внешней средой обуславливается работой, совершаемой этой системой:

А = PdV.

Работа (А) определяется суммой произведений сил, действующих на систему сил (давления и изменения объема).

Работа не является полным дифференциалом, ΔА

.

Если протекают равновесные процессы, то работа равновесного процесса будет максимальной величиной, по сравнению с неравновесным процессом

ΔAравн > ΔAнеравн.

Если телу сообщают определенное количество теплоты, то это значит, что тело надо нагреть, а охладить систему – произвести действие, обратное нагреванию, т. е. отвести энергию.

Работа и теплота являются количественными характеристиками двух форм обмена энергией между системой и окружающей средой.

Понятие внутренней энергии

Внутренняя энергия системы Uвн

складывается из энергии поступательного и вращательного движения молекул, энергии внутримолекулярного колебательного движений атомов и атомных групп, энергии, заключающейся в ядрах атомов, энергии межмолекулярного взаимодействия.

Uвн является полным дифференциалом, она не зависит от пути процесса, а зависит от начального и конечного состояний системы, она однозначно непрерывна и конечна. Абсолютное значение Uвн определить нельзя, можно определить только ее изменения.

Q и А качественно и количественно характеризуют форму передачи энергии, взаимосвязь между Q, A, Uвн устанавливает первый закон термодинамики.

Термодинамические показатели

К термодинамическим показателям относятся те, которые можно рассчитать, используя законы термодинамики, исходя из условий, что система находится в равновесии. Напряжение разложения: где ΔG – изменение термодинамического

где ΔG – изменение термодинамического потенциала;

п – число электронов, участвующих в химической реакции;

F– число Фарадея. где А – максимальная работа, которую способна

где А – максимальная работа, которую способна совершить система в равновесном состоянии. где Q – тепловой эффект реакций;

где Q – тепловой эффект реакций;

Up – термодинамическая характеристика электрохимической системы, которая мало зависит от условий электролиза.

Отклонение системы – поляризация. Электрохимическая реакция является гетерогенным процессом, и ее скорость может лимитироваться одной из стадий:

1) подвод реагирующего вещества к границе раздела фаз;

2) разряд и ионизация;

3) отвод продуктов реакции.

Поляризация, определяемая медленной стадией массопереноса – концентрационная. Если медленной стадией является стадия разряда ионизации, то поляризация называется перенапряжением

. Природа и значение поляризации зависят от многих факторов: природа реагирующего вещества, материал электрода, состояние поверхности электрода, плотность тока, состав раствора и режим электролиза. Кинетический параметр

– параметр, определяемый в реальных условиях электрохимической системы: ρ тока, Е АКТИВ, коэффициент диффузии, коэффициент переноса α (на катод), β (на анод) – доля расхода на процесс:

1) сила тока в электрохимическом аппарате J= iKS ед загрузки, A, Z, iK – в зависимости от электролита;

Страницы: 1 2 3

Смотрите также

Синтез нитрата адмантана
...

Металлы и сплавы в химии и технике
Химические элементы – это элементы образующие в свободном состоянии простые вещества с металлической связью. Из 110 известных химических элементов 88-металлы и только 22-неметаллы. Такие ...

Абсорбционная установка
Ключевые слова: УСТАНОВКА, АБСОРБЦИЯ, КОЛОННА, РАСЧЕТ, ТЕХНОЛОГИЯ, АММИАК, ТАРЕЛКА. В общей части обсуждены современные методы извлечения компонентов из газовых смесей. Принята абсорбцио ...