Лекция тезистерінің жинағын дайындаған: х.ғ. к., доцент м а. Абжалов Б. С. Лекция тезистерінің жинағы кафедраның №1 хаттамасы



бет3/10
Дата16.10.2019
өлшемі451,17 Kb.
#49963
түріЛекция
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Байланысты:
lek fiz him

Егер процесс барысында қысым мен концентрация (қоюлық) өзгеріп, температура мен көлем тұрақты болса, онда dF > 0. Ендеше, өздігенен жүретін процестерде изохоралық-изотермиялық потенциал тек қана кемиді екен. Егер Т мен V тұрақты болып, процесс қайтымды болса, онда Ғ потенциалы теңдеу (4.2) бойынша өзінің тұрақты мәнін сақтайды.


ә) Изобаралық-изотермиялық потенциал. Әдетте бұл потенциал G әрпімен белгіленеді. Оны мынадай теңдікпен көрсетуге болады:

G = H TS (4.5)

немесе: G = U – TS + PV мұндағы G = f(m, p).


Бұл функцияны былай аламыз:


dU –TdS – SdT + PdV + VdP = – SdT + VdP (4.6)

    1. -теңдеуді басқаша былай жазуға болады:


(U –TS + PV) = – SdT + VdP (4.7)

    1. -теңдеуді жақша ішінде өрнектесе: G = f (T, P), мұндайда:



dG = - SdT VdP болады. (4.8)

4.5-теңдеудегі функция G изобаралық-изотермиялық потенциал немесе Гиббс энергиясы деп аталады. Ол изобаралық-изотермиялық жағдайдағы әртүрлі химиялық және фазалық тепе-теңдіктерді зерттеу үшін жиі қолданылады. Өйткені мұндай жағдайды (қысым мен температура тұрақтылығын) өте оңай ұстауға болады. Гиббс энергиясын қысқаша изобаралық потенциал деп те атайды. Ол изобаралық-изотермиялық жағдайда процестің жүру-жүрмеуінің және тепе-теңдікдің сипаттаушысы ретінде қолданылады: егер жабық жүйеде Р, Т = const болса, онда процесс өздігінен жүру үшін dG < 0 болса да изобаралық потенциал кемиді. Бұл тұжырымдама мына теңсіздіктен шығып тұр:



dG < - SdT + VdP (4.9)
4.9-теңдеу 4.8-теңдеуді қайтымсыз процестерге қолдану арқылы алынып отыр. Қайтымды изотермиялық-изобаралық процестер үшін dG = 0 және G = const болады.

4.2. Сипаттамалық функциялар. Белгілі бір параметрлер бойынша дербес туындылары жүйенің күй-жағдайын және термодинамикалық қасиеттерін сипаттайтын функциялар сипаттамалық функциялар деп алалады.

Процестің өздігінен жүруінің бірнеше сипаттамалық шамаларын төменгі кестеден көре аламыз.


4.1-кесте. Кейбір термодинамикалық функциялардың әр түрлі жағдайларда жазылуы.


Функциялар

S

F

G

Анықтамасы (формуласы)

dS = δQқ-ды

F = U – TS

G = H – TS

Функцияның өзгеруін анықтау формуласы

2

S  Qқ-ды

1


1) - ∆Ғ = Amax 2) ∆Ғ = ∆U –

T∆S

1) ∆G = Amax 2) ∆G = ∆H –

T∆S

Қандай жағдайда

Оқшауланған жүйеде

T = const V = const

T = const P = const

Өздігінен жүретін процесті сипаттауы

S > 0

F < 0

G < 0

Тепе-теңдік жағдайы

S-тің мәні максимум dS = 0

F-тің мәні минимум

F = 0



G-тің мәні минимум

G = 0






  • Термодинамикалық потенциалдардың изотермиялық процестердегі өзгеруі. Барлық сипаттамалық функциялардың ішінде изотермиялық процестерді сипаттау үшін изобаралық және изохоралық потенциалдарды қолдану тиімді. Олардың жүйенің бастапқы және соңғы жағдайына байланысты өзгерісі G = G2 G1 немесе F = F2 F1 болады. Ішкі энергия, энтальпия және энтропия жүйенің экстенсивтік (сыйымдылық) қасиеттері, сондықтан изобаралық және изохоралық потенциалдар да экстенсивтік шамалар бола алады. Химиялық есептеулерде G мен F-тің мәндерін заттың 1 мольіне шағып есептейді.

а) Изобаралық-изотермиялық процестер. Изобаралық потенциалды G = HTS мынадай етіп жазайық:

U=G+TS–PV (4.10)
P = const және T = const жағдайын еске алып теңдеуді (4.10) дифференциалдасақ:
dU=dG+TdS–PdV (4.11)

бұдан dG + TdS – PdV ≤TdS – δА (4.12)


Жалпы алғанда, толық жұмыстың (δА) ұлғаю жұмысынан (PdV) және пайдалы (δАІ) жұмыстан тұратынын ескерсек онда:

dG–PdV≤–PdV–δАІ (4.13)
бұдан – dG ≤ δАІ болады немесе интегралдасақ:

dG=АІ (4.14)


Изотермиялық-изобаралық процесс 1-жағдайдан 2-жағдайға көшкенде изобаралық потенциалдың өзгеруі мынаған тең:
G2 – G1 = (H2 – H1) – T(S2 S1)

G=∆H-T∆S (4.15)


4.15-теңдеудегі ∆S-ті Qқ-дыөрнегімен ауыстырсақ, мынадай теңдеу аламыз:
H = ∆G + Qқ-ды


немесе H =


Достарыңызбен бөлісу:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10




©engime.org 2024
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет