Книги
чёрным по белому
Главное меню
Главная О нас Добавить материал Поиск по сайту Карта книг Карта сайта
Книги
Археология Архитектура Бизнес Биология Ветеринария Военная промышленность География Геология Гороскоп Дизайн Журналы Инженерия Информационные ресурсы Искусство История Компьютерная литература Криптология Кулинария Культура Лингвистика Математика Медицина Менеджмент Металлургия Минералогия Музыка Научная литература Нумизматика Образование Охота Педагогика Политика Промышленные производства Психология Путеводители Религия Рыбалка Садоводство Саморазвитие Семиотика Социология Спорт Столярное дело Строительство Техника Туризм Фантастика Физика Футурология Химия Художественная литература Экология Экономика Электроника Энергетика Этика Юриспруденция
Новые книги
Суворов С. "Танк Т-64. Первенец танков 2-го поколения " (Военная промышленность)

Фогль Б. "101 вопрос, который задала бы ваша кошка своему ветеринару если бы умела говорить" (Ветеринария)

Нестеров В.А. "Основы проэктирования ракет класса воздух- воздух и авиационных катапульных установок для них" (Военная промышленность)

Таранина И.В. "Гражданский процесс в схемах " (Юриспруденция)

Смоленский М.Б. "Адвокатская деятельность и адвокатура российской федерации" (Юриспруденция)
Реклама

Термодинамика - Ферми Э.

Ферми Э. Термодинамика — Харьков, 1969. — 162 c.
Скачать (прямая ссылка): termodinamika1969.djvu
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 49 >> Следующая


Из уравнений (136) и (139) можно получить вполне определенный вид функции K(T), которая стоит в правой части равенства (136). (K(T) иногда называется константой в законе действующих масс-, конечно, она является константой только при постоянной температуре). Сравнивая (136) и (139), получаем 114

Глава VIII

K(T) = exp



R

U = I

- E (R + cVi - щ)щ i=l

X T

P E Су»«» - E Ci

(141)

X exp

" ™ E UiWi- Т. TnjW1j

RT \f=

=1



Чтобы обсудить зависимость K(T) от температуры, определим сначала теплоту H химической реакции (135).

Рассмотрим смесь газов А и В при постоянных объеме и температуре. Пусть эти газы участвуют в реакции согласно уравнению (135), так что тіі,п2,... ,пг молей газов Ai, A2,... ,Ar вступают в реакцию, в результате чего возникает ті,пі2, ¦ ¦ ¦ ,ms молей газов Bi, В2, ¦ ¦ ¦ ,Bs. Теплота H, развитая системой во время этого изотермического процесса, называется теплотой реакции при постоянном объеме. Реакцию называют экзотермической или эндотермической в зависимости от того, выделяется или поглощается системой теплота при протекании реакции (135) слева направо.

Так как реакция происходит при постоянном объеме, то система не совершает никакой работы. Поэтому теплота, поглощенная системой (= —Н), равна, согласно первому закону термодинамики (15), изменению энергии системы AU:

H = -AU.

Вспоминая, что энергия одного моля газа, например Ai, равна CviT + Wi и что в результате реакции (135) количество газов Ai,A2,... ,Ar изменится на —тіі,—ті2,... ,—nr молей, а количество газов Bi, B2,... ,Bs на тпі,тп2,... ,ms молей, изменение энергии запишем в виде

s г

AU = Y, m^CvjT + Wj) - E Щ(СУІТ + Wi).

j=i

Z = I Реакции в газовой фазе

115

Таким образом, теплота реакции составляет

г s

H = Y niiCviT + Wi) -YmJicVjT + W'j). (142)

і=1 3=1

Логарифмируя и дифференцируя равенство (141), получаем

vs г s

d InK(T) ? СуіЩ ~ ? cVimj ^Wni-Yl WjUij dT ~ RT + RT2 '

Из этого уравнения и уравнения (142) находим, что

din K(T) H

dT RT2'

(143)

Из уравнения (143), которое было выведено Гельмгольцем1, ясно, что K(T) является возрастающей или убывающей функцией температуры T в зависимости от того, положительна или отрицательна теплота реакции. K(T) увеличивается с возрастанием температуры при экзотермических реакциях и уменьшается с повышением температуры при эндотермических реакциях.

Из уравнения (136) легко можно видеть, что увеличение K(T) означает изменение условий равновесия в направлении повышения концентрации газов А и снижения концентрации газов В, т. е. перемещение равновесия справа налево в уравнении (135). И, наоборот, уменьшение K(T) показывает, что равновесие в этом случае перемещается слева направо.

Влияние изменения внешних условий, которое сказывается на равновесии химической реакции, лучше всего может быть обобщено принципом JIe Шателье. Этот принцип, позволяющий определить без вычислений направление, в котором переместится равновесие термодинамической системы при изменении внешних условий, формулируется следующим образом.

1Oho может быть прямо выведено также с использованием изохоры Вант-Гоффа (117), подобно тому, как это сделано в § 22. 116

Глава VIII

Если внешние условия термодинамической системы изменяются, то равновесие системы будет стремиться измениться так, будто бы система противится изменению внешних условий.

Приведем несколько примеров, разъясняющих это положение. Мы уже показали, что если реакция (135) изотермическая, то повышение температуры перемещает химическое равновесие в уравнении (135) влево. Так как реакция слева направо является экзотермической, то в результате смещения равновесия влево, системой поглощается теплота, и таким образом происходит сопротивление возрастанию температуры.

В качестве второго примера применения принципа JIe Шателье изучим влияние, которое оказывает изменение давления (при постоянной температуре) на химическое равновесие в реакции (135). Отметим, что когда протекает реакция (135), то число молей в нашей газовой системе изменяется. Если

пі + Ti2 + ... + nr < mi + т2 + ... + ms, (144)

то число молей при реакции слева направо увеличивается, а если неравенство имеет противоположный знак, то число молей уменьшается. Если предположить, что имеет место неравенство (144), то смещение равновесия направо будет увеличивать давление и наоборот. Поэтому, согласно принципу JIe Шателье, следует ожидать, что увеличение давления газовой смеси сместит уравнение влево, т. е. в таком направлении, чтобы противиться увеличению давления (вообще увеличение давления будет смещать равновесие в направлении уменьшения числа молей в системе и наоборот). Этот результат может быть непосредственно получен из закона действующих масс.

Если мы увеличим давление в системе, а температуру сохраним постоянной, то концентрация компонент газовой смеси возрастает. Если бы химическое равновесие не нарушалось, то концентрация всех компонент должна была бы возрасти, приобретя общий множитель. Считая, что имеет место неравенство (144), мы должны были бы ожидать уменьшения левой части (136). Но так как выражение в правой части (136) остается постоянным, то и левая часть не может уменьшиться. Следовательно, равновесие должно переместиться влево, чтобы сохранить левую часть уравнения (136) постоянной. Реакции в газовой фазе
Предыдущая << 1 .. 29 30 31 32 33 34 < 35 > 36 37 38 39 40 41 .. 49 >> Следующая