Термодинамиканың бірінші заңы

Пән: Химия
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 8 бет
Таңдаулыға:

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ және ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

СЕМЕЙ қаласының ШӘКӘРІМ атындағы МЕМЛЕКЕТТІК УНИВЕРСИТЕТІ

Оқу пәні : «Физикалық және коллоидтық химия»

Тақырыбы : «Термодинамиканың бірінші заңы. »

Шифр, мамандық : 5В072100 «Органикалық заттарының химиялық технологиясы»

Орындаған : ХО-303 тобы Шайзадаева А.

Тексерген :Баяхметова Б. Б.

Семей 2015

Жоспары:

1. Термодинамиканың нөлінші және бірінші заңы

2. Жылусыйымдылық

3. Термодинамиканың бірінші заңының биологиялық процестерді зерттеудегі маңызы

Алғашқы кезде термодинамика жылу мен жұмыстың бір - біріне түрленуін қарастырады, сондықтан да термодинамика ( термо грекше - жылу, температура, динамика - күш, жұмыс) деп аталады.

Термодинамиканың нөлінші заңы оны Р. Фаулер 1931 ж жылулық тепе-теңдіктің өтпелілігі туралы заң ашты: егер А және В жүйелерінің әрқайсысы С жүйесімен жылулық тепе-теңдікте болатын болса, онда А мен В жүйелері де өзара жылулық тепе-теңдікте болады.

Термодинамиканың бірінші заңы табиғаттың жалпы заңдарының бірі- энергияның сақталу заңының дербес бір түрі. Оны былай тұжрымдауға болады: энергияның түрлері бір-біріне эквивалентті және бірдей қатынаста ауысады.

Энергияның сақталу заңы табиғаттың объективтік заңдарының бірі ретінде қозғалыстың мәңгілік екенін көрсетеді, өйткені Ф. Энгелістің анықтамасы бойынша энергия қозғалыстың бір түрінен екінші түріне айналуы болып табылады. Қозғалысты материядан бөліп қарауға болмайтындықтан, қозғалыс - материяның бар болуының бір түрі, материяның мәңгілік екенін дәлелдейді.

Термодинамиканың бірінші заңы жұмыс, жылу және жүйенің ішкі нергиясының өзгеруінің арасындағы байланысты көрсетеді. Кез келген процесте жүйенің ішкі энергиясының өзгеруі U=U ₂ -U ₁ жүйеге берілген жылу Q мен жүйе жасаған жұмыстың А айырмасы болады:

U=Q - A

Q-жүйеге берілген немесе жүйеден шығарылған жылу

U-ішкі энергия өзгерісі

A-жүйемен істелген жалпы жұмыс

Егер жүйені бастапқы және соңғы күйлері бірдей болса, процестің жүру жолдарына байланыссыз U -дың мәні де бірдей болады.

Алайда жылу мен жұмыс мұндай қасиет көрсете алмайды, өйткені олар процестің жүру жолына байлансты болады және олар күйдің функциясы емес. Сондықтан өзгерістері өте аз процесс үшін былай жазылады:

dU=δQ - δA

Теңдеулердегі жұмыс А жалпы түрде күш пен жолдың көбейтіндісімен анықталып көп жағдайда газдың ұлғаю жұмысын өарастырады:

δA=P*dV A= $\int_{1}^{2}{P*dV}$ $\int_{1}^{2}{P*dV}$

болады. Бұл жағдайда термодинамиканың бірінші заңы мынадай түрде жазылады:

dU=δQ - PdV немесе $\int_{1}^{2}{P*dV}$ $\int_{1}^{2}{P*dV}$

Жұмыстың басқа түрлері болғанда δA -ның орнына соларға сәйкес төмендегідей өрнектеуге болады. Егер Р салмақты жоғары көтеру арқылы жұмыс жасалса, онда:

δA=P*dh=mgdh

Мұндағы dh - биіктің өзгеруі

M - масса

G - еркін түсу үдеуі

Ал заряды de потенциал айырмасы φ болатын нүктелер арасында тасығанда істелетін жұмыс былай анықталады:

δA= φ* de

Егер сұйықтықтың беттік ауданы өзгергенде жасалатын жұмысты қарастырсақ ол мынаған тең.

δA=σ * ds

Мұндағы σ - беттік керілу

Термодинамиканың бірінші заңы дифференциалды түде былай жазылады:

dU =δQ - δA - δA ^׀

δA ^׀ жүйе ің көлем өзгерісіне байланыссыз жұмыстың барлық түрін көрсетеді.

Осы уақытқа дейін тұйық жүйені қарастырдық. Егер изоляцияланған жүйені қарастырсақ, ол үшін δQ=0, δA=0 болады. Осыған орай ондай жүйелерге термодинамиканың бірінші заңы былай жазылады:

dU=Q - A + E _м және dU= δQ - δA - dE _м

Мұндағы E _м - жүйенің массасының өзгеруіне байланысты энергия.

Термодинамиканың бірінші заңының көп тұжрымдарының бірі - бірінші текті мәңгілік двигатель жасауға болмайтындығы. Ондай двигатель - энергия жұмсамай жұмыс істейтін двигатель. Әрине оның болуы мүмкін емес, өйткені ол термодинамиканың бірінші заңына қарсы келеді.

Термодинамиканың бірінші заңын кейбір процестерге қолданып көрейік.

Изобаралық процесті қарастырсақ онда Р=const

Q _p = dU + dpv=d(U + pV) =dH

Q _p = $\int_{1}^{2}{dH}$ $\int_{1}^{2}{dH}$ =H Q _p =H

Изохоралық процесс үшін V=const

Q _v =dU

Q _v = $\int_{1}^{2}{dU = U}$ $\int_{1}^{2}{dU = U}$ Q _v =U

Изотермиялық термиялық процесті қарастырсақ онда T=const

Q _t =a=pdV

Жүйеге тиісті жылу толығымен ұлғаю жұмысына айналады. 1 моль газ үшін pv=RT болғанда, теңдеу келесідей:

P= $\frac{RT}{V}$ $\frac{RT}{V}$ Q _t = RT= $\frac{dV}{V}$ $\frac{dV}{V}$

Q _t =RT*ln $\frac{V2}{V1}$ $\frac{V2}{V1}$ =RT*ln $\frac{P1}{P2}$ $\frac{P1}{P2}$ R=const, RT=const

P ₁ V ₁ =P ₂ V ₂

Q _t =RT=ln $\frac{V2}{V1}$ $\frac{V2}{V1}$

Q _t =RT=ln $\frac{P1}{P2}$ $\frac{P1}{P2}$

Изотермиялық процесте газдың ұлғаю жұмысы тек көлем мен қысымның кері пропорционалдың жағдайындағы өзгеруіне тәуелді және ол жұмыс жүйеге сырттан енгізілген жылу есебінен жүреді.

Жылусыйымдылық. Температураның өсуіне немесе температураның кемуіне жүйеге берілген жылудың қатнасын жүйенің жылусыйымдылығы деп атайды.

Егер жылусыйымдылық заттың бірлік салмағына (1г) есептелсе, оны меншікті жылусыйымдылық (С) дейді де, заттың бір моліне есептелсе, оны молярлық жылусыйымдылық (С) дейді.

Жылусыйымдылық орташа және нақтылы жылусыйымдылық болып бөлінеді. Орташа жылусыйымдылық С берілген жылу температурасының айырмашылығының қатынасымен анықталады:

С= $\frac{Q}{T2 - T1}$ $\frac{Q}{T2 - T1}$

Нақтылы жылусыйымдылық өте аз өзгерістер үшін мынадай формуламен есептелінеді:

C= $\frac{\delta Q}{dT}$ $\frac{\delta Q}{dT}$

Затты қыздыру немесе суыту жағдайына байланысты тұрақты көлемдегі C _v және тұрақты қысымдағыC _p жылусыйымдылықтар болады.

Тұрақты көлемде денеге берілген жылу мөлшері ішкі энергия өзгеруіне тең. Q _v =U Нақтылы жылусыйымдылық мына:

C _v =( $\partial U/\partial T$ $\partial U/\partial T$ ) _v

Тұрақты қысымда денеге берілген жылу мөлшері энтальпия өзгерісіне тең. Q _p =H Осыдан

C _p =( $\partial H/\partial T$ $\partial H/\partial T$ ) _p

Заттың n моль мөлшерінен Т ₁ -дан Т ₂ - ға дейін қыздыруға жұмсалған жылу мөлшері келесі теңдеумен анталады:

Q _v =U=n $\int_{T1}^{T2}{CvdT = nC}$ $\int_{T1}^{T2}{CvdT = nC}$ _v (T ₂ - T ₁ )

Q _p =H=n $\int_{T1}^{T2}{CpdT = nCp(T}$ $\int_{T1}^{T2}{CpdT = nCp(T}$ ₂ - T ₁ )

Тұрақты қысымдағы және тұрақты көлемдегі жылусыйымдылық жүйенің көлемін өзгерту үшін істелген мәнімен айырықшаланады.

C _p =C _v + A

1 моль идеал газ үшін 1К температураға қыздырады p=const болғанда A=R

C _p =C _v + R

Сұйық және қатты денелерді қыздырғанда көлем аз өзгергендіктен C _p мен C _v тең.

Термодинамиканың бірінші заңының биологиялық процестерді зерттеудегі маңызы

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.

Ұқсас жұмыстар

Термодинамиканың заңдары

Изотермиялық процесс

Жылу динамиканың бірінші және екінші заңы

Термодинамика. Термодинамиканың бірінші заңы табиғаттың жалпы заңдарының бірі

Жылу табиғаты

Термодинамиканың бірінші заңын изопроцестерде қолдану

Термодинамиканың екінші бастамасы

Изопроцестер

Жылудинамиканың бірінші мен екінші заңы жайлы мәлімет

Термодинамиканың заңдылықтары

Пәндер

Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.

Ақпарат

Қосымша

Email: info@stud.kz