Термодинамиканың бірінші бастамасы (заңы)

I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
2.1. Термодинамиканың бірінші бастамасы (заңы)
2.2. Идеалды газдар қоспасы
2.3. Идеал газ күйінің теңдеуі
2.4. Идеал газдың жылусыйымдылығы
2.5. Термодинамиканың I . заңын изопроцестерге қолдану
III. Қорытынды
IV. Пайдаланылған әдебиеттер
Термодинамикалық жүйенің ең маңызды сипаттамаларының бірі ішкі энергия U болып табылады. Ол жүйедегі микробөлшектердің (молекула, атом, электрон, ядро, т.б.) хаосты (жылулық) қозғалысының және осы бөлшектердің өзара әсерлесу энергиясы болып табылады. Біртұтас жүйенің қозғалысының кинетикалық энергиясы мен сыртқы өрістегі жүйенің потенциалдық энергиялары ішкі энергия болып есептелінбейді.
Ішкі энергия – жүйенің термодинамикалық күйінің функциясы, демек жүйенің әр күйде белгілі бір ішкі энергиясы болады. Жүйе бір күйден екінші бір күйге өткенде оның ішкі энергиясының өзгерісі сол күйлердің ішкі энергияларының айырмасымен анықталады: . Жүйенің ішкі энергиясының өзгерісі жүйе бір күйден екінші күйге қандай жолмен келгеніне тәуелсіз шама болып табылады.
1. Бірімжанов Б., Нұрахметов Н. Жалпы химия. Алматы: «Ана тілі», 1991 – 640 бет.
2. Сәулебекова М.С. Оқушы анықтамасы. 8 – 11 сыныптар. Алматы: «Арман – ПВ» 2005 – 304 бет
3. Өтелбаев Б. Химия – 2. Шымкент «Полиграфия», 1998 – 372 бет
4. Р. Қаржасбай., Қ. Нұриева. Химия – анықтамалық материалдар. Алматы: «Олжас». 2006 – 47 бет
5. Өтелбаева А., Өтелбаева А., Өтелбаев Б. «Химия» 7-том. - Шымкент 2003ж.
        
        Жоспар:
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
1. Термодинамиканың бірінші бастамасы (заңы)
2. Идеалды газдар қоспасы
3. Идеал газ ... ... ... ... ... ... I - заңын изопроцестерге қолдану
III. Қорытынды
IV. Пайдаланылған әдебиеттер
Термодинамика негіздері
Термодинамикалық жүйенің ең маңызды сипаттамаларының бірі ішкі энергия
U болып табылады. Ол ... ... ... ... ... т.б.) ... (жылулық) қозғалысының және осы бөлшектердің өзара
әсерлесу энергиясы болып табылады. Біртұтас жүйенің ... ... мен ... ... ... ... энергиялары
ішкі энергия болып есептелінбейді.
Ішкі энергия – жүйенің термодинамикалық күйінің функциясы, демек
жүйенің әр күйде белгілі бір ішкі ... ... Жүйе бір ... ... ... ... оның ішкі энергиясының өзгерісі сол күйлердің ішкі
энергияларының айырмасымен анықталады: . ... ішкі ... жүйе бір ... ... ... ... ... келгеніне тәуелсіз шама
болып табылады.
Еркін (еріктілік) дәрежелер саны деп жүйенің кеңістіктегі орнын
толықтай анықтайтын тәуелсіз айнымалылар (координаталар) ... ... ... ... бір ... газ ... ілгерілемелі
қозғалыстың үш еркін дәрежесі бар материялық нүкте ретінде қарастырады да,
айналмалы қозғалыстың энергиясы ескерілмейді:
і = 3. Сурет 11, а) жағдайы ( ... ... ... екі атомды газдың молекуласын
деформацияланбайтын, қатаң байланысқан екі материялық нүктелердің бірігуі
ретінде қарастырады. Бұл жүйе ілгерілемелі қозғалыстың үш еркін
дәрежесінен басқа ... ... екі ... дәрежесіне де ие болады.
Сурет 11, б) жағдайы. ... жүйе екі ось ... ... ал екі ... өтетін үшінші осьтен айналудың мағынасы жоқ деп есептелінеді, демек,
молекуласы екі атомнан тұратын ... бес ... ... бар: і = ... ... және көп ... бейсызықты молекулалардың алты еркін
дәрежелері бар: үшеуі ілгерілемелі және үшеуі айналмалы қозғалыстардікі деп
есептелінеді, і = 6. ... 11, в) ... газ ... ... ... ... жоқ, ... нақты газ
молекулалары үшін тербелмелі қозғалыстың да еркін дәрежелерін ескеру қажет.
Жалпы санына байланыссыз молекуланың үш ... ... ... ... Ілгерілемелі қозғалыстың еркін дәрежелерінің
бірінен бірінің артықшылығы жоқ, демек олардың әрқайсысына орташа есеппен
кинетикалық энергияның бөлігіне тең энергия келеді:
.
Классикалық статистикалық ... ... ... ... ... заңын Больцман қорытып шығарды: термодинамикалық тепе-
теңдік күйдегі статистикалық жүйенің әрбір ілгерілемелі және ... ... ... орта ... -ге тең кинетикалық
энергия, ал тербелмелі қозғалыстың еркін дәрежесіне орта есеппен -ға
тең ... ... ... ... ... ... дәрежесіне екі
есе көп энергия келу себебі, кинетикалық ... тең ... ... ... Молекуланың еркін дәрежелерін ескере отырып, орташа
кинетикалық энергияның өрнегін жазуға болады:
.
Мұндағы ... газ ... ... ... деп ... ... өзара әсердің потенциялық энергиясы нульге тең.
Демек, газдың бір молінің ішкі энергиясы молекулалардың кинетикалық
энергияларының ... ... ... ... газ үшін ішкі ... ... жазайық:
Термодинамиканың бірінші бастамасы (заңы). Механикалық энергиясы
өзгермей ішкі энергиясы ғана өзгеретін термодинамикалық жүйені
қарастырайық. Жүйенің ішкі энергиясы түрлі процестер ... ... ... ... ... жылу беру (қыздыру) арқылы.
Мысалы, газы бар цилиндрдегі поршеньді ығыстыру арқылы біз газды
сығамыз, нәтижесінде газдың температурасы көтеріледі, яғни ішкі энергиясы
артады. Газға ... ... жылу беру ... да біз ішкі энергиясын
өзгертуімізге болады. Демек, жылу мөлшері дегеніміз жүйенің сыртқы денелер
арқылы жылу алмасу процесі кезінде ... ... ... ... жылу ... немесе ішкі энергияларымен
алмасуы).
Механикалық қозғалыс энергиясы жылулық қозғалыстың энергиясына және
керісінше ішкі энергия механикалық қозғалыс ... ... ... ... ... бір түрден екінші түрге айналу және сақталу заңы
орындалады. Термодинамиканың 1 заңы термодинамикалық процестерге қатысты
энергияның сақталу заңы болып табылады. ... 1 заңы ... ... ... -ге тең жүйе ... бар ... ... Q жылу мөлшерін алды да ішкі энергиясы -ге тең жаңа ... ... ... жүйе ... ... қарсы жұмыс жасады. Жүйеге берілетін жылу
мөлшері және жүйе сыртқы күштерге қарсы жасайтын жұмыс оң шама болып
есептелінеді. ... ... ... ... заңы бойынша жүйе
бір күйден екінші күйге қандай ... ... ... ішкі энергияның
өзгерісі тең, демек жүйенің алатын жылу мөлшері Q мен сыртқы
күштерге қарсы жасалатын ... А ... тең ... ... ... ... 1 заңының өрнегі болып табылады: жүйеге
берілетін жылу мөлшері оның ішкі энергиясын өзгертуге және ... ... ... ... ... (1.2) ... ... келесі
өрнекті аламыз:
немесе . (1.3)
Мұндағы - ... ішкі ... кіші ... кіші жылу ... - ... ... ... ХБЖ жылу мөлшері энергия және жұмыстың өлшем бірлігі
болып табылатын Джоульмен (Дж) өлшенетінін көреміз.
Егер жүйе ... ... ... ... ... қайта оралатын болса,
онда ішкі энергияның өзгерісі нольге тең болады:
.
Демек, ... ... заңы ... ... ... ... жұмыс жасайтын машина жасау мүмкін емес, яғни мәңгі
двигательдің 1-ші түрін жасау мүмкін емес (термодинамиканың 1 заңының тағы
бір тұжырымдамасы).
Газдың көлемі өзгергендегі ... ... ... газдың сыртқы
күштерге қарсы жұмысын табу үшін нақты процесті қарастырайық. Мысалы, газ
толтырылған поршені бар цилиндрді алайық, сурет 12.
Цилиндр мен ... ... газ ... ... ... -
шексіз кіші арақашықтыққа жылжытады, сонда газдың сыртқы күштерге қарсы
жасайтын ... ... ... - ... ауданы, - жүйенің көлемінің өзгерісі.
Демек,
(1.4)
Көлемі -ден -ге дейін өзгергенде газдың жасайтын толық жұмысын
(1.4) теңдеуін интегралдап ... ... ... ... ... ... жүмыстық
денесі ретінде, әртүрлі газдардың қоспасын қолданады. Олар үшін, Rқос болуы
қажет. Әрбір құрамды бөлікке кіретін қоспалар, қоспаның толық ... ... онда олар ... ... ... болады:
Далътон заңы бойынша:
P=P
Газды қоспаның т массасы үшін, дұрысында дәл осындай түріндегі теңдеу түрі
(1.7):
PV = mRT.
Бірақта, меншікті газ түрақтылығы R, ... ... ... ... бір және сол ... ... олардың құрамдары өзгерген кезде,
әртүрлі мәндерінде болады.
Қоспалардың, меншікті газ тұрақтыларын былай анықтайды. Қоспалар п, әртүрлі
қүрамды бөлікті ... ... ... т\, т2, тз, ...., ... ... ... ... мына түрінде шешеді:
т = т + т2 + m+ ....+ тп = m    (1-10)
Жеке құрамды (газдар) ... ... Р, Р2, Р, ... ... Есте болу ... газды қоспалардың, жеке газдардағы
парциалды қысымы ұғымындағы қысым Рі; сол санында, сол көлемде және ... ... ... ... ... ... ... Сондықтан,
біртекті газдар үшін мына теңдікте жүреді
РV=тRТ.                                         (1.11)
Мұндағы Р, т, R - ... ... ... қоспалардың
парциалды қысымы, массасы, меншікті газ тұрақтылығы; V, Т-қоспаның көлемі
мен температурасы.
Газды қоспаның әрбір құрамды бөлігіне ... ... ... ... оң және сол ... мүшелеп қосып, табамыз:
(Р + Р2 + Р3+....+ Рп) V = (mR + m2R2 + m3R3 ... ... заңы ... ... құрамды бөліктегі парциалды қысымы газды
қоспа қысымына тең:
Р = Р1 + Р2 + ... ... ... ... ... = (mR + m2R2 + m3R3 ... mnRn) ... m2R2 + m3R3 +.......+ mnRn = mR   деп белгілеп табамыз:
PV=mRT                                (1.13)
Мұндағы:
R = mR/ m + m2R2/m ... ... ... т\т = g, nii/m = g2, ....... т„/т = gn   - газды
қоспалардың   жеке   кұрамды   бөлшектерінің   үлесі,   сондықтан олардың
жиынтығы:
g+g+…….+g=1
Бұдан, ... ... газ ... мына ... ... = g1R1+g2R2 +.....+gR                                (1.16)
Газды қоспаларды құрамды бөлшектерін молярлы үлеспен де жазады:
Nl + N2 + N3+....+ Na = ... ... ... ... орташа молярлы массасын М= 1/g\M. Газ  
қоспаларының   техникалық   көрсеткіштерін,   сонымен қатар, оның көлемдік
құрамның көмегімен жиі анықтайды, оны ... ... ... ... Р мен Т температурасы кезіндегі, әрбір қоспаның құрамды бөлшектерін
жеке түрінде қарастырамыз. ... ... ... ...  VVV, ....Vn ... ... ... қатаң түрде
белгілі мәндерде болуы тиіс:
PV= mRT;
PV=mRT;
……………………
PVn = maRnT.
Осы теңдеулерді қосып, мүшелеп табамыз:
P(Vl+V2+V3+....+V) = (mlR1+m2R2 +m3R3 +.....+ ... ... ... ... үшін PV=mRT, ... ... = Vi.                      (1.19)
Формула (1.19), газ қоспасының көлемдік құрамын анықтау  негізіне жатады.
Одан:               
                                                            
V/V+ V2/V+ ....+VV= r1+r2 +r3 + ... r = ... V/V = r, V2/V = r....... , V/V=r - ... жеке ... бөлшектерінің көлемдік үлесі.
Сонымен r = N/N (Vm = кезінде),  M=rM және
g = rМ/М.
Газдың ... ... оның ... ... тез ... мүмкіндік
береді. Қоспаның температурасы мен қысымын сақтағанда:
PV = mRT
ал қоспаның температурасы мен көлемін сақтаған кезде
PiV=miRT.
Сондықтан:              P=V/(Vp) ... ... газ ... ... Газдың берілген массасының күйі үш
макроскопиялық параметрмен сипатталады: қысым р, көлем V және температура
Т. Қазір біз олардың ... ... ... барын табамыз, ал содан соң
ол байланыс не үшін керектігін көреміз.
Күй теңдеуі. Біз идеал газдың жайын молекула-кинетикалық теория
тұрғысынан жүйелі ... Газ ... оның ... ... ... тәуелді болатыны анықталды.Осы тәуелділік негізінде
жеткілікті сиретілген газдың берілген массасының күйін сипаттайтын барлық
үш макроскопиялық параметр р, V жэне Т-т байланыстыратын теңдеуді ... Бұл ... ... газ ... ... деп ... р = пRТ тендеуіне газ молекулалары шоғырына арналған өрнекті
қоямыз, осы арқылы  газ шоғырын мына түрде жазуға болады:
мұндағы NА ... ... m — ... ... М — оның ... теңдеуді р = пRТ теңдеуінің орнына қойсақ мынандай формола
шығады:
Мұндағы Больцман тұрақтысы мен Авогадро тұрақтысы NА ... ... ... газ ... деп ... және оны ... белгілейді:
               R=1,38 ▪ 10-23 Дж/K1/моль=8.31Дж/( моль.К)
Бұл теңдеуде ... ... ... ... бір ғана шама бар, ол ... ... күй тендеуінен кез келген екі күйдегі идеал газдың кысымы,
келемі және температурасы арасындағы байланыс келіп шығады.
Егер индекс 1-мен — екінші ... ... ... ... ... 2-мен — ... күйге қатысты параметрлерді белгілесек, онда
жоғардағы теңдеуге сәйкес газдың берілген массасы  үшін 
және
теңдеулерін  аламыз.
Бұл тендеулердің, оң бөліктері бірдей. ... ... сол ... ... ... ... түрдегі күй тендеуі Клапейрон теңдеуі делінеді және бұл күй
тендеуін жазудың, бір түрі ... ... ... күй теңдеуін бірінші рет ұлы орыс ғалымы Д. И. Менделеев
алған. Сондықтан оны ... - ... ... деп ... ... ... ... жылу сыйымдылығы деп 1кг затты
1К температураға дейін қыздыру үшін қажетті жылу мөлшерін айтады.
. ... жылу ... ... ... – Дж/ ... жылусыйымдылығы деп 1 моль затты 1 К температураға дейін
қыздыруға қажетті жылу мөлшерін айтады.
; ... зат ... ол ... ... анықтайды.
Меншікті және молярлық жылу-сыйымдылықтарының арасындағы байланысты
көрсететін өрнек:
, ... - ... ... ... немесе тұрақты қысымда қыздырылған зат үшін
жылусыйымдылықтарын қарастырайықққ. Термодинамиканың 1 заңын 1 моль газ
үшін жазайық.
. ... газ ... ... ... онда ... нульге тең, сондықтан
сырттан берілетін жылу мөлшері оның ішкі ... ... ... ... ... ... ... жылусыйымдылық 1 моль газды 1 К
температураға дейін ... ішкі ... ... тең.
Ішкі энергия екенін ескере отырып, тұрақты көлемдегі
жылусыйымдылықтың өрнегін ... ... газ ... қысымда қыздырылса, термодинамиканың 1 заңын
пайдаланып, тұрақты қысымдағы жылусыйымдылықты табуға болады.
.
Ішкі энергия қысымға да, көлемге де тәуелді емес, тек температураға тәуелді
екенін және ... ... және ... - ... ... ... қысымдағы молярлық жылусыйымдылықты табамыз:
, ... ... ... ... деп ... ... ... қысымдағы молярлық жылусыйымдылықтың тұрақты көлемдегі
молярлық жылусыйымдылықтан универсал газ тұрақтысының шамасына артық екенін
көрсетеді. Ол ... ... ... қыздыру үшін газды ұлғайтуға қосымша
жылу мөлшері керектігімен түсіндіріледі, себебі қысымды тұрақты ету үшін
көлемді ұлғайту қажет.
Тұрақты көлемдегі молярлық жылусыйымдылықтың ... ... ... ... жылусыйымдылықтың еркін дәреже санына
тәуелділігін аламыз:
(1.12)
Термодинамикалық процестерде әр газ үшін ... ... және ... ... ... қатынасын білу маңызды:
(1.13)
Термодинамиканың I заңын изопроцестерге қолдану. ... - ... ... ... болатын процестер, тепе-теңдік процестерге
жатады. Осы процестерге термодинамиканың I ... ... ... процесс (V=const). Изохоралық процестің диаграммасы р, V
координаталарында ... ... ... түзу ... (13 ... ... ... 1-2 – изохоралық қыздыру, 1-3 –изохоралық суыту. Изохоралық
процесте газ жұмыс ... яғни ... I ... ... ... ... үшін ... берілетін жылу оның ішкі энергиясының
ұлғаюына жұмсалады:
. және ... ... ... m газ ... I ... изохоралық процесс үшін жазылуы:
2. Изобаралық процесс (p = const). Изобаралық ... ... ... ... ... ... параллель болады (сурет 14).
Сурет 14
Изобаралық процесте газ көлемі -ден -ге өзгергендегі жасалатын
жұмыс
және диаграммада тік бұрыштың ауданымен ... ... ... екі күйі үшін ... ... ... ...
Сонда изобаралық ұлғаю кезіндегі жұмыс ... ... ... газ ... R ... мағынасы көрінеді.
Егер температураның айырымы болса, 1 моль газ үшін R=A, ... газ ... 1 моль ...... ... ... изобаралық ұлғаю жұмысына тең.
Массасы m газдың изобаралық процесте жылу ... ... ішкі ... dU – ға ... ... газ - ге тең жұмыс жасайды.
3. Изотермиялық процесс (T=const). Изотермиялық процесс ... ... ... диаграммасы р, V координаталарында гипербола болады.
Газ изотермиялық жолмен ... ... ... ... ...
Изотермиялық процесс үшін , демек газға берілетін жылу ... ... ... ... ... ... І заңы бойынша температура тұрақты болуы үшін газға
изотермиялық процесс кезінде сыртқы жұмысқа тең жылу мөлшерін беру ... ... ... Б., ... Н. ... ... ... «Ана тілі», 1991 –
640 бет.
2. Сәулебекова М.С. Оқушы анықтамасы. 8 – 11 сыныптар. ... ... ... 2005 – 304 ... ... Б. ... – 2. ... «Полиграфия», 1998 – 372 бет
4. Р. Қаржасбай., Қ. Нұриева. Химия – анықтамалық материалдар. Алматы:
«Олжас». 2006 – 47 ... ... А., ... А., ... Б. ... ... - Шымкент
2003ж.

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 9 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 500 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Термодинамика – биофизикалық ілім8 бет
Физикалық химия63 бет
Химиялық реакциялардың энергетикасы29 бет
Кеңестік дәуірдегі дамуына орыс тілінің тигізген әсері16 бет
Термодинамиканың 3-ші заңы4 бет
Термодинамиканың үшінші заңы7 бет
"Қазақстандағы ветеринария қызметі және ҚР «ветеринария туралы» заңы"6 бет
18.12.00 ж Қазақстан Республикасының «Cақтандыру қызметі туралы» Заңының негізгі мәселелері7 бет
1960 ж. екінші жартысы - 1980 ж. бірінші жартысындағы Қазақстан5 бет
4-7 ғасырлардың бірінші жартысындағы византия империясы5 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь