Основы классической термодинамики

2020-06-032021-03-09zzyxelСтудИзба

?шьшўхёър ъшэхЄшър ш ЄхЁьюфшэрьшър

(ъЁрЄъшщ ъюэёяхъЄ ыхъЎшщ)

ёюёЄртшы ъ.Ї.-ь.э. ?. ?. ?хЁэ?°хт.

(http://cyto.kinetics.nsc.ru/biomed/staff.html)

?рёЄ№ I. ?ртэютхёэр їшьшўхёър ЄхЁьюфшэрьшър

?ыртр 1. ?ёэют? ъырёёшўхёъющ ЄхЁьюфшэрьшъш

1.1. ?ёэютэ?х яюэ Єш

?ырёёшўхёър ЄхЁьюфшэрьшър (Уфтшцхэшх ЄхяырФ) Ц эрєър ю тчршьюяЁхтЁр?хэш ї Ёрчышўэ?ї тшфют ¤эхЁушш (уыртэ?ь юсЁрчюь ЄхяыюЄ? ша ЁрсюЄ?). ?Ёш ¤Єюь рЄюьэр ёЄЁєъЄєЁр ьрЄхЁшш эх ЁрёёьрЄЁштрхЄё (Їхьхэюыюушўхёъшщ ьхЄюф).

Рекомендуемые материалы

-49%

Задача 435: В задачах 428 – 443 определите энтропию 1 моль газа при указанном давлении p и постоянной температуре 298 K. Укажите, увеличивается или уменьшается энтропия вещества при изменении давления от стандартного к заданному. Значения энтропии пр

Механика жидкости и газа (МЖГ или Гидравлика)

200 99 руб.

Задача 421:В задачах (415-427) по заданным термохимическим уравнениям рассчитайте стандартную энтальпию реакции

Химия

99 руб.

Задача 592:В задачах (581-595) для данной химической реакции при заданных температуре Т, порядке реакции n,

Механика жидкости и газа (МЖГ или Гидравлика)

200 99 руб.

-61%

Задача 6.1 + Задача 6.2

Физика

999 390 руб.

?хЁьюфшэрьшўхёър ёшёЄхьр Ц ёютюъєяэюёЄ№ Єхы, ёяюёюсэ?ї ¤эхЁухЄшўхёъш тчршьюфхщёЄтютрЄ№ ьхцфє ёюсющ ш ё фЁєушьш Єхырьш ш юсьхэштрЄ№ё ё эшьш тх?хёЄтюь ш ¤эхЁушхщ.

?хЁьюфшэрьшўхёъшх ярЁрьхЄЁ? Ц тхышўшэ?, їрЁръЄхЁшчє??шх ёюёЄю эшх ЄхЁьюфшэрьшўхёъющ ёшёЄхь? (фртыхэшх P, ЄхьяхЁрЄєЁр T, юс·хь V ш фЁ.)

?рчышўэ?х ЄхЁьюфшэрьшўхёъшх ёшёЄхь?: шчюышЁютрээр (эх юсьхэштрхЄё ¤эхЁушхщ ш тх?хёЄтюь ё фЁєушьш ёшёЄхьрьш), юЄъЁ?Єр (юсьхэштрхЄё ¤эхЁушхщ ш тх?хёЄтюь), чръЁ?Єр (юсьхэштрхЄё Єюы№ъю ¤эхЁушхщ), рфшрсрЄэр (эх юсьхэштрхЄё Єхяыюь).

?Ёш яюёЄю ээ?ї тэх°эшї єёыютш ї ы?ср ЄхЁьюфшэрьшўхёър ёшёЄхьр ёю тЁхьхэхь яЁшїюфшЄ т Ёртэютхёэюх ёюёЄю эшх, їрЁръЄхЁшчє??ххё эхшчьхээюёЄ№? тю тЁхьхэш ЄхЁьюфшэрьшўхёъшї ярЁрьхЄЁют ш юЄёєЄёЄтшхь т ёшёЄхьх яюЄюъют тх?хёЄтр ш ¤эхЁушш.

?хЁьюфшэрьшўхёъшщ яЁюЎхёё Ц шчьхэхэшх ёюёЄю эш ёшёЄхь?, їрЁръЄхЁшчє??ххё шчьхэхэшхь хх ЄхЁьюфшэрьшўхёъшї ярЁрьхЄЁют.

?ртэютхёэ?щ яЁюЎхёё Ц яЁюЎхёё, ЁрёёьрЄЁштрхь?щ ъръ эхяЁхЁ?тэ?щ Ё ф Ёртэютхёэ?ї ёюёЄю эшщ ёшёЄхь?.

?сЁрЄшь?щ ЄхЁьюфшэрьшўхёъшщ яЁюЎхёё Ц яЁюЎхёё, яюёых ъюЄюЁюую ёшёЄхьр ша юъЁєцр??р ёЁхфр ьюуєЄ тючтЁрЄшЄ№ё т эрўры№эюх ёюёЄю эшх. ?ртэютхёэ?щ яЁюЎхёё тёхуфр юсЁрЄшь, р юсЁрЄшь?щ яЁюЎхёё тёхуфр яЁюЄхърхЄ Ёртэютхёэ?ь яєЄхь.

?рчышўэ?х ЄхЁьюфшэрьшўхёъшх яЁюЎхёё?: рфшрсрЄшўхёъшщ (схч юсьхэр ЄхяыюЄющ ё тэх°эхщ ёЁхфющ), шчюїюЁэ?щ (V = const), шчюсрЁэ?щ (P = const), шчюЄхЁьшўхёъшщ (T = const).

?єэъЎш ёюёЄю эш Ц ЇєэъЎш , ъюЄюЁр юяЁхфхы хЄё Єюы№ъю ярЁрьхЄЁрьш ёшёЄхь? ш эх чртшёшЄ юЄ яєЄш яхЁхїюфр ёшёЄхь? т Єю шыш шэюх ёюёЄю эшх. ?ряЁшьхЁ, ЇєэъЎш ёюёЄю эш шфхры№эюую урчр:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.1)

уфх P Ц фртыхэшх, ?р; V Ц юс·хь, ь³; n Ц ўшёыю ьюыхщ; R =8.31451 ?ц/(ьюы№ K) Ц урчютр яюёЄю ээр ; T Ц ЄхьяхЁрЄєЁр, K.

?ы яЁюшчтюы№эющ ЇєэъЎшш фтєї яхЁхьхээ?ї :

аааааааааааааааааааааааааа (1.2)

?ёыш аяюыэ?щ фшЇЇхЁхэЎшры, Єю а- ЇєэъЎш ёюёЄю эш . ?ЁшЄхЁшщ ЇєэъЎшш ёюёЄю эш Ц т?яюыэхэшх єёыютш яюыэюую фшЇЇхЁхэЎшрыр:

а ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.3)

1.2. ?хЁтюх эрўрыю ЄхЁьюфшэрьшъш

? ЄхЁьюфшэрьшъх юёэютэ?ьш ЇюЁьрьш яхЁхфрўш ¤эхЁушш ты ?Єё ЁрсюЄр W ш ЄхяыюЄр Q.

?рсюЄр Ц ¤эхЁуш , эх чртшё ?р юЄ ЄхьяхЁрЄєЁ? ш эх ёт чрээр ё яхЁхэюёюь тх?хёЄтр:

уфх Y_iа- юсюс?хээр ёшыр (фртыхэшх, яЁ.); X_i Ц юсюс?хээр ъююЁфшэрЄр (юс·хь, яЁ.). ЁрсюЄр ёўшЄрхЄё яюыюцшЄхы№эющ, хёыш юэр ёютхЁ°рхЄё ёшёЄхьющ.

?хяыюЄр Ц ¤эхЁуш , чртшё ?р Єюы№ъю юЄ ЄхьяхЁрЄєЁ?, ш эх ёт чрээр ё яхЁхэюёюь тх?хёЄтр. ?рсюЄр яЁш ¤Єюь эх ётхЁ°рхЄё . ?хяыюЄр ёўшЄрхЄё яюыюцшЄхы№эющ, хёыш ¤эхЁуш яюёЄєярхЄ т ёшёЄхьє.

?эєЄЁхээ ¤эхЁуш ёшёЄхь? Ц ЇєэъЎш ёюёЄю эш ёшёЄхь?, їрЁръЄхЁшчє??р ё Єхь, ўЄю хх яЁшЁр?хэшх т ы?сюь яЁюЎхёёх Ёртэю ЁрчэюёЄш ЄхяыюЄ?, ёююс?хээющ ёшёЄхьх, ш ЁрсюЄ?, ёютхЁ°хээющ ёшёЄхьющ:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.4)

?ртхэёЄтю (1.4) ты хЄё ьрЄхьрЄшўхёъшь т?Ёрцхэшхь яхЁтюую эрўрыр ЄхЁьюфшэрьшъш (чръюэ ёюїЁрэхэш ¤эхЁушш).

?эєЄЁхээ ¤эхЁуш яЁхфёЄрты хЄ ёюсющ ёютюъєяэюёЄ№ тёхї тшфют ¤эхЁушш т ёшёЄхьх:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.5)

уфх ?_ъшэ Ц ъшэхЄшўхёър ¤эхЁуш фтшцхэш ьюыхъєы; ?_ъюыхс Ц ъюыхсрЄхы№эр ¤эхЁуш ьюыхъєы; ?_тЁ Ц тЁр?рЄхы№эр ¤эхЁуш ьюыхъєы; ?_ёт Ц ¤эхЁуш їшьшўхёъшї ёт чхщ т ьюыхъєырї. ?шэхЄшўхёър ш яюЄхэЎшры№эр ¤эхЁуш ёшёЄхь? ъръ Ўхыюую эх тїюф Є тю тэєЄЁхээ?? ¤эхЁуш?.

?рсюЄр ёшёЄхь? т юс?хь ёыєўрх

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.6)

уфх а- ЁрсюЄр ётхЁї ЁрсюЄ? Ёрё°шЁхэш (яюыхчэр ЁрсюЄр). ?ёыш яюыхчэр ЁрсюЄр эх ёютхЁ°рхЄё , Єю яхЁтюх эрўрыю ЄхЁьюфшэрьшъш

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.7)

?ы рфшрсрЄшўхёъюую яЁюЎхёёр , ш

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.8)

?ы шчюїюЁэюую яЁюЎхёёр V=const, ш а ты хЄё яюыэ?ь фшЇЇхЁхэЎшрыюь:

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.9)

?ы шчюсрЁэюую яЁюЎхёёр P=const, ш а ты хЄё яюыэ?ь фшЇЇхЁхэЎшрыюь:

ааааааааааааааааааааааааааааааа (1.10)

?єэъЎш H ты хЄё ЇєэъЎшхщ ёюёЄю эш ш эрч?трхЄё ¤эЄры№яшхщ (ЄхяыюёюфхЁцрэшхь):

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.11)

?хяыюхьъюёЄ№ ёшёЄхь?:

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.12)

яЁш яюёЄю ээюь фртыхэшш:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.13)

яЁш яюёЄю ээюь юс·хьх:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.14)

1.3. ?эЄЁюяш . ?ЄюЁюх ш ЄЁхЄ№х эрўрыр ЄхЁьюфшэрьшъш

?хъюЄюЁ?х ЄхЁьюфшэрьшўхёъшх яЁюЎхёё? ьюуєЄ яЁюЄхърЄ№ т юЄёєЄёЄтшш єёЄЁющёЄт фы яюыєўхэш ЁрсюЄ?. ?ръшх яЁюЎхёё? эрч?тр?Єа ёрьюяЁюшчтюы№э?ьш яЁюЎхёёрьш (эряЁшьхЁ, яхЁхфрўр Єхяыр юЄ уюЁ ўхую Єхыр ъ їюыюфэюьє, їшьшўхёър ЁхръЎш ш яЁ.). ?Ёш ¤Єюь, хёыш ёшёЄхьр шчюышЁютрэр, ъюэхўэюх ёюёЄю эшх эх ты хЄё сюыхх т?уюфэ?ь яю ¤эхЁушш (яюыэр ¤эхЁуш шчюышЁютрээющ ёшёЄхь? эх ьхэ хЄё ). ? їюфх ёрьюяЁюшчтюы№эюую яЁюЎхёёр ёшёЄхьр шч ёюёЄю эш ё ьхэ№°хщ тхЁю ЄэюёЄ№? ЁхрышчрЎшш яхЁхїюфшЄ т ёюёЄю эшх ё сюы№°хщ тхЁю ЄэюёЄ№?.

?хЁющ ўшёыр ёяюёюсют () ЁхрышчрЎшш ёюёЄю эш ёшёЄхь?а ты хЄё ¤эЄЁюяш :

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа (1.15)

уфх =1.380662 10^-23 ?ц/? (яюёЄю ээр ?юы№Ўьрэр). ?ръ ъръ ўшёыю ёяюёюсют ЁхрышчрЎшш ёюёЄю эш ёшёЄхь? эх чртшёшЄ юЄ яєЄш яхЁхїюфр т ¤Єю ёюёЄю эшх, Єю ¤эЄЁюяш ты хЄё ЇєэъЎшхщ ёюёЄю эш ёшёЄхь?.

?ы чръЁ?Є?ї ёшёЄхь:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.16)

??Ёрцхэшх (1.16) ты хЄё ьрЄхьрЄшўхёъющ ЇюЁьєышЁютъющ тЄюЁюую эрўрыр ЄхЁьюфшэрьшъш.

?ы юсЁрЄшь?ї яЁюЎхёёют:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.17)

?Ёш T = 0 ёє?хёЄтєхЄ Єюы№ъю юфшэ ёяюёюс ЁхрышчрЎшш ёюёЄю эш ёшёЄхь? (ЄЁхЄ№х эрўрыю ЄхЁьюфшэрьшъш):

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа а ааааааааа ааааааааа(1.18)

??Ёрцр ашч (1.16) ш яюфёЄрты т (1.7) яюыєўрхь юёэютэюх ЄхЁьюфшэрьшўхёъюх ЁртхэёЄтю:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.19)

1.4. ?хЁьюфшэрьшўхёъшх яюЄхэЎшры?

?эєЄЁхээ ¤эхЁуш а ты хЄё ЄхЁьюфшэрьшўхёъшь яюЄхэЎшрыюь (шчюїюЁэю-шчю¤эЄЁюяшщэ?щ яюЄхэЎшры). ?ёЄхёЄтхээ?ьш яхЁхьхээ?ьш фы тэєЄЁхээхщ ¤эхЁушш а ты ?Єё аш . ?Ёєушх ЄхЁьюфшэрьшўхёъшх яюЄхэЎшры?:

а- ¤эЄры№яш (ЄхяыюёюфхЁцрэшх), шчюсрЁэю-шчю¤эЄЁюяшщэ?щ яюЄхэЎшры;

а- ётюсюфэр ¤эхЁуш (¤эхЁуш ?хы№ьуюы№Ўр), шчюїюЁэю-шчюЄхЁьшўхёъшщ яюЄхэЎшры;

а- ¤эхЁуш ?шссёр, шчюсрЁэю-шчюЄхЁьшўхёъшщ яюЄхэЎшры.

?ы фшЇЇхЁхэЎшрыют ¤Єшї ЇєэъЎшщ:

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.20)

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.21)

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.22)

1.5. ?хЁьюфшэрьшўхёъшх ёююЄэю°хэш ьхцфє тхышўшэрьш

?ч ЁртхэёЄт (1.19) - (1.22) ьюцэю яюыєўшЄ№ ёыхфє??шх ЄхЁьюфшэрьшўхёъшх ёююЄэю°хэш (ёююЄэю°хэш ?ръётхыыр)

а, аааа ,аааааааааааааааааааааа ,

а, аааа ,ааааааааааааа ,аааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.23)

а, аа ,ааааааааааааааааааааааа ,

а, аа ,ааааааааааааа ,

ш т?Ёрцхэш фы ЄхяыюхьъюёЄхщ

,аааааа ,аа аааааа (1.24)

ш єЁртэхэш ?шссёр-?хы№ьуюы№Ўр

,аааааааааааа .аааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.25)

?хЁьюфшэрьшўхёъшх ёююЄэю°хэш ьюцэю яюыєўрЄ№ Єръцх яєЄхь чрьхэ? яхЁхьхээ?ї, шёяюы№чє ъюсшрэ?:

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.26)

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.27)

?юцэю яюърчрЄ№, ўЄю:

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.28)

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.29)

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.30)

?ЁшьхЁ:

1.6. ?шьшўхёъшщ яюЄхэЎшры

?рёёьюЄЁшь ЄхЁьюфшэрьшўхёъє? ёшёЄхьє ё яхЁхьхээ?ь ўшёыюь ўрёЄшЎ :

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.31)

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.32)

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа ааааааа а(1.33)

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.34)

?ёїюф шч юяЁхфхыхэш dH, dA ш dG , яюыєўрхь:

юЄъєфр ёыхфєхЄ, ўЄю

ааааа (їшь. яюЄхэЎшры)

шЄръ,

ааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.35)

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.36)

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.37)

аааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааааа аааааааа (1.38)

?Ёртэхэш а (1.35) Ц (1.38) юяшё?тр?Є ЄхЁьюфшэрьшъє юсЁрЄшь?ї ш эхюсЁрЄшь?ї яЁюЎхёёют т ёшёЄхьрї ы?сюую Єшяр (юЄъЁ?Є?ї, чръЁ?Є?ї, шчюышЁютрээ?ї).а ?ююЄэю°хэш , рэрыюушўэ?х ёююЄэю°хэш ь ?ръётхыыр:

,аааааааааааааааааа ,