Термодинамика заңдары сұрақ-жауап түрінде (20 сұрақ)

Термодинамика – температура мен жылудың және жылу мен жұмыстың өзара байланысын зерттейтін ғылым. Термодинамикада зерттелінетін негізгі құбылыстар:
1.Энергияның бір денеден екінші денеге және бір түрден екінші түрге ауысуы.
2.Әртүрлі жағдайларда өтетін физикалық және химиялық процестердің энергиялық эффектілері.
3.Процестің өтуі не өтпеуі, олардың бағыты және шегі. Iші термодинамиканың заңы М.В. Ломоносов 1748 ж. ашқан жалпы энергия сақталу заңының салдары болып келеді.
1. Энергия жойылмайды, жоқтан пайда болмайды, ол тек қана бір түрден басқа түрге қатаң эквивалентті мөлшерде ауысады.
2. Кез-келген оқшауланған жүйеде энергияның жалпы қоры тұрақты сақталады.
3. Iші текті мәңгілі қозғалтқыш болуы мүмкін емес. Кез-келген процесс үшін жүйенің ішкі энергиясының көбеуі ∆U=U2-U1 жүйеге берілген жылу мөлшері мен жүйемен атқарылған жұмыс мөлшерінің (А) айырымына тең.
(1.6)
Шексіз аз мөлшерінде жүретін процестер үшін термодинамиканың Iші заңы келесі түрде жазылады:

Термодинамиканың бірінші заңы энергияның сақталу заңының ж/е бір түрден екінші түрге өту заңының Термодинамикалық жүйе үшін біріктірілген түрі. Осылайша оны келесі түрде тұжырымдауға болады: оқшауланбаған термодинамикалық жүйенің ΔU ішкі энергиясының өзгерісі жүйеге берілген Q жылу мөлшерімен жүйенің сыртқы ортаға жасаған А жұмысының айырымына тең.ΔU= Q – A
Бұл теңдікті көбіне мына түрде жазады: Q = ΔU– A . Оны тұжырымдасақ: жүйенің сыртқы ортадан алған жылу мөлшері оның ішкі энергиясының өзгеруіне ж/е сыртқы ортаға кететін жұмысты өндіруге жұмсалады.
Осы заңға сйкес энергия жоқтан пайда болмайды ж/е жоққа жұмсалмайды; ол бір жүйеден екінші жүйге өтеді ж/е бір түрден екінші түрге кетеді. Бірінші заңның ең маңызды салдары бірінші текті мәңгі қозғалтқыш жасау мүмкін емес екендігі туралы тұжырым болып табылады. Ол дегеніміз сыртқы ортадан ешқандай энергия қабылдамай ж/е өзінің ішінде ешқандай өзгерістер жүрмей пайдалы жұмыс өндіретін машина жасау мүмкін емес. Бұндай машина жасау әрекеттері әрдайым сәтсіздіктермен аяқталған. Кез-келген машина А пайдалы жұмысты тек сыртқы ортадан Q жылу алу арқылы н/е ΔU ішкі энергияның кемуі есебінен жүзеге асырылады.
Енді термодинамиканың бірінші заңын идеал газдардағы изопроцестер үшін қолданайық:
1) Изохоралық процестерде (V=const) газ жұмыс жасамайды А=0, сәйкес
Q = ΔU = UT1 – UT2
Бұндағы UT1 ж/е UT2 газдың бастапқы ж/е соңғы күйдегі ішкі энергиялары. Идеал газдардың ішкі энергиясы тек температураға тәуелді ( Джоуль заңы). Изохоралық қыздыру кезінде газ жылуды жұтады(Q>0) ж/е оның ішкі энергиясы артады. Ал суытқан кезде(Q<0) жылу газдан сыртқа бетіледі, сәйкес ішкі энергия кемиді.
        
        1.Термодинамиканың І-ші заңы тұрғысынан ішкі энергия, жылу және жұмыс арасындағы байланысты сипаттаңыз, 1-ші заңның анықтамаларын келтіріңіз, ішкі ... мен ... ... ... ... ... талдаңыз.
Термодинамика - температура мен жылудың және жылу мен жұмыстың өзара байланысын зерттейтін ... ... ... ... ... бір денеден екінші денеге және бір түрден ... ... ... ... ... ... және ... процестердің энергиялық эффектілері.
3.Процестің өтуі не өтпеуі, олардың бағыты және шегі. Iші термодинамиканың заңы М.В. Ломоносов 1748 ж. ашқан ... ... ... ... ... ... келеді.
* Энергия жойылмайды, жоқтан пайда болмайды, ол тек қана бір түрден ... ... ... эквивалентті мөлшерде ауысады.
* Кез-келген оқшауланған жүйеде энергияның жалпы қоры тұрақты сақталады.
3. Iші текті мәңгілі қозғалтқыш болуы мүмкін ... ... ... үшін жүйенің ішкі энергиясының көбеуі ∆U=U2-U1 жүйеге берілген жылу ... мен ... ... ... ... (А) ... тең.
(1.6)
Шексіз аз мөлшерінде жүретін процестер үшін термодинамиканың Iші заңы келесі түрде жазылады:
Термодинамиканың ... заңы ... ... ... ж/е бір ... екінші түрге өту заңының Термодинамикалық жүйе үшін біріктірілген түрі. Осылайша оны келесі түрде ... ... ... ... ... ΔU ішкі ... өзгерісі жүйеге берілген Q жылу мөлшерімен жүйенің сыртқы ортаға жасаған А жұмысының айырымына ... Q - ... ... ... мына түрде жазады: Q = ΔU - A . Оны ... ... ... ... алған жылу мөлшері оның ішкі энергиясының өзгеруіне ж/е ... ... ... ... өндіруге жұмсалады.
Осы заңға сйкес энергия жоқтан пайда болмайды ж/е жоққа жұмсалмайды; ол бір жүйеден екінші жүйге өтеді ж/е бір ... ... ... ... ... заңның ең маңызды салдары бірінші текті мәңгі қозғалтқыш ... ... емес ... ... ... болып табылады. Ол дегеніміз сыртқы ортадан ешқандай энергия қабылдамай ж/е өзінің ішінде ешқандай өзгерістер жүрмей пайдалы ... ... ... ... ... емес. Бұндай машина жасау әрекеттері әрдайым сәтсіздіктермен аяқталған. Кез-келген машина А пайдалы жұмысты тек ... ... Q жылу алу ... н/е ΔU ішкі ... ... ... жүзеге асырылады.
Енді термодинамиканың бірінші заңын идеал ... ... үшін ... ... ... ... газ ... жасамайды А=0, сәйкес
Q = ΔU = UT1 - UT2
Бұндағы UT1 ж/е UT2 ... ... ж/е ... ... ішкі ... ... газдардың ішкі энергиясы тек температураға тәуелді ( Джоуль заңы). Изохоралық қыздыру кезінде газ жылуды жұтады(Q>0) ж/е оның ішкі ... ... Ал ... ... газ ... жұтып, оң жұмыс жасайды. Ал изобаралық сығылу кезінде (QδQқайтымсыз ... ... ... (3) ... ... б-ша ... ... энтропиясын есептеуге болмайды.Бірақ қайтымды ж/е қайтымсыз процестерде энтропия өзгерісі бірдей б/ды,өйт энтропия күй функциясы. Сонда реал қайтымсыз процестің энтрописын есептеу үшін ... ойша ... етіп ... ... үшін ... ... оның ... есептеуге б-ды.Әртүрлі процестер үшін энтропия өзгерісін есептеу:
1.Кез-келген заттың изотермиялық процесі үшін(Т=const).Ойша изотермиялық процесті қайтымды етіп ... ... мына ... ... ... ... кез келген затты Т1 темп-дан Т2 темп-ға қыздырған кезде.Бұл жағдайда процестің жылуы күй функциясының қасиеттеріне ие б/ды ж/е процес ... ... ... ... ... ... теңдігіне қойсақ мына теңдік шығады: ∆S=nT1T2CvdTT
Егер Cv= const деп жуықтасақ,онда ∆S=2,3nCvlgT2T1 тең болады.
3.Тұрақты қысым ... ... Cp= ... газдарға арналған әртүрлі процестер үшін энтропия өзгерісі мына ... ... ж/е ... ... Cv= constб/са,онда∆S=2,3nCvlgT2T1+2,3RlgV2V1
Идеал газ үшін Cv=Cp-R ж/е ... ... ... ... ... ... жазуға да болады:∆S=2,3nCplgT2T1+2,3nRlgp1p2
Изотермиялық процесте Т2=Т1= const ж/е lnT2T1=0 екенін ескере отырып, мына формуланы қорытамыз:∆S=2,3nCplgv2v1=2,3nRlgp1p2
Изохоралық процесте V2=V1= ... ... ... ... p2=p1= ... ... қысым мен темп-да өтетін қайтымсыз химиялық ... ... ... анықтау үшін ойша сол р-яны қайтымды етіп ... ... ж/е ... ... ... δА'm+pdV
T=const пен p=const болғанда:
δQқайтымды=dH+ δА'm бұдан
∆S=∆H+Am,T,мұндағы ∆H- хим-қ р-яның жылулық эффектісі;Am, - хим-қ р-яның максимал ... ... және II ... заңдарының біріккен теңдеуі
Iтермодинамикиның заңы: II термодинамиканың заңы:
q=dU+PdV q=TdS
Қайтымды процесс үшін: Қайтымсыз процесс үшін:
TdS=dU+PdV (2.14) TdS>dU+PdV (2.15)
Кез-келген процесс үшін:
TdSdU+PdV (2.16)
2.5 Энтропияның статистикалық мазмұны
Энтропияның ... ... ... үшін 1877 ж. ... ... ... (W) ... түсінік еңгізді.
Мұнда: W - макрокүйді құрайтын микрокүйлердің саны термодинамикалық ықтималдық деп ... ... к - ... ... ол тең. Онда 1 моль үшін ... ... шамасы жүй күй ықтималдығының мөлшері болып келеді. Жүйенің ретсіздігі жоғары күйге ауысуы (мысалы, қайнау немесе балқу), ... ... ... күй ... энтропияның өсуіне әкеледі.
4.Химиялық реакцияның тепе-тендік константасы. Химиялық реакциясының ... ... ... ... ... ... анықталады?
Термодинамиканың II заңы физика-химиялық процесті келесі жағынан сипаттауға мүмкіншілік береді:
- процесс өздігінен жүреді, егер Гиббс энергиясы ... және ... ... жұмыс орындалатын болса;
- жүйе тепе-теңдікке ұмтылады, тепе-теңдікке ... бос ... ... өзгеруі нольге тең болады, яғни G=0;
- тепе-теңдік қозғалмалы болып келеді, яғни берілген уақытта тура және кері ... ... ... ... жағдайда тура және кері процестердің жылдамдықтары теңеседі.
1867 ж. Гульдберг пен Вааге келесі заңды ашты:
Химиялық ... ... ... ... ... ... тура ... қайтымды реакцияны қарастырайық:
1
2
1 - тура реакцияның жылдамдығы
2 - кері реакцияның жылдамдығы
Гульдберга-Вааге заңы бойынша:
;
Тепе-теңдік ... 1 = 2, ... ... ... - ... тепе-теңдіктің константасы.
Газ күйінде жүретін реакциялар үшін (4.1) теңдеуде концентрацияларды парциалды қысымдарға ауыстырған ... онда ... ... ... ал ... ... ... жазылады:
(4.2)
КР мен Кс арасындағы байланысты Менделеев-Клапейрон теңдеуінен шығаруға болады:
мұнда , ал , онда А зат үшін ... ... ... тең:
(4.3)
(4.2) теңдеуге қысымдардың орнына әрбір компонент үшін (4.3) ... ... ... ... ... ... ... ∆n=nөнім -nбаст - газды заттар моль санының өзгеруі.
Гомогенді және гетерогенді реакциялардың тепе-теңдік ... ... ... ... ... ... заттардың концентрациялары немесе қысымдары кіреді, егер реакцияға қатысатын заттар бір ... ... ... ... Тепе-теңдік константаның теңдеуіне тек қана газдар қысымдары кіреді, егер газдармен қатар реакцияға қатты заттар қатысатын болса.
3. ... ... ... еріген заттар концентрациялары кіреді, егер ерітіндіде қатты өнімдер орын ... ... ... тұрақты температурада тұрақты шама, оның мәнін біле отырып тепе-теңдіктегі қоспаның құрамын ... ... мен Кр ... ... ... ... ... константа Кх қолданылады:
, (4.5)
Кх пен Кр арасында келесі тәуелділік бар:
Кх=КрР-n (4.6)
Химиялық реакция изотермасының теңдеуі
Химиялық реакция изотермасының теңдеуін 1885 ж. ... ... = const, T = const ... ... ... үшін ... ... изотермасының теңдеуі келесі түрде болады:
, ... = const, T = ... ... және (4.8) ... химиялық реакция бағытын анықтауға болады.
Жүйе тепе-теңдік жағдайда болады, егер ... ... G ... тең ... болса.
Реакция өздігінен кері бағытта жүреді, егер Амакс.< 0 немесе G>0.
Реакция өздігінен тура бағытта ... егер ... 0 ... G

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Материал
Көлемі: 93 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Идеал газдың макроскопиялық күй теңдеуі3 бет
Туризмдегі нарықтық механизм және нарықтағы ұсыныс пен сұранысты зерттеу20 бет
Туристік фирмалардағы жарнамалық қызмет50 бет
Г. Мендель белгілерінің тұқымқуалаушылық заңдары6 бет
Ежелгі Греция мемлекетіндегі негізгі заңдар8 бет
Жер заңдары14 бет
Жер құқығы қатынастар5 бет
Жеті жарғы. Тәуке Ханның далалық конституциясы3 бет
Мемлекеттің құқықтық және экономиканың әрекеттестік заңдылықтары2 бет
Моңғол шапқыншылығының жағымды жақтары мен апатты зардаптары1 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