Кричевский И.Р. Понятия и основы термодинамики (1185131), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Преподаватель излагает каждую аксиому, с безупречной логикой выводит каждое следствие. Все это звучит великолепно, нона практике обучающийся часто не имеет ни малейшего представления о том, что происходит. Выбраны некоторые аксиомы. Каким образом они выбраны? Почему выбраны эти аксиомы, а не другие? Если оставить без ответа эти вопросы, то обучающийся чувствует себя парализованным. Даже если он сумеет проследить за каждым отдельным доказательством, он не охватит предмета в целом»'.
Автор далек от тщеславного намерения создать «термодинамическое произведение искусствак Нет у автора претензий на безупречную логику изложения. Термодинамика — наука, полная жизни во всех ее проявлениях. На развитие термодинамики влияли философия и стеклодувное искусство, теоретическая механика и теплотехника, математика, физика, химия и техника экспериментального исследования. Ссылки на литературу, приведенные в книге, по необходимости нельзя было ограничить работами только по термодинамике.
Намерением автора было написать книгу о живой термодинамике, а не свод аксиом и выводов из них. Автор стремился также показать хоть в малой степени, что н творцы термодинамики— философы и стеклодувы, математики и врачи, физики, химики, инженеры и безыменные рабочие — тоже были живыми людьми.
* У. Сойер, Конкретный подход к абстрактной алгебре (тУ. тУ, 8 а тауег, А Сопсге1е Арргоасй 1о АЬмгас1 А1яеЬга, Яап Ргапсысо, 1959). СИСТЕМА И СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ Применяемая в книге система обозначений представляет собой неизбежный компромисс между последовательностью системы и силой укоренившихся привычек. Нарушать их было бы неразумно. Как система, экстенсивные величины обозначаются прописными буквами, например У вЂ объ, Š— энергия, Н вЂ” энтальпия.
Но, как дань привычке, число молей обозначается строчной буквой а, число граммов в строчной буквой т, обобщенные координаты— строчными буквами х, у, з. Интенсивные величины можно получить из экстенсивных величин, отнеся последние к единице массы (к одному молю, к одному грамму). Такие интенсивные величины обозначают той же буквой, что н соответствующую экстенсивную величину, но только строчной. Например, о — мольный или удельный объем, е — мольная или удельная энергия, й — мольная или удельная энтальпия, з— мольная или удельная энтропия. Вообще, как правило, интенсивные величины обозначаются строчными буквами, например р — химический потенциал. Но в нарушение системы прописными буквами обозначают: давление Р, термодинамическую температуру Т, обобщенные силы Х, У„Я, молекулярный вес М, мольную долю У.
Парциальная мольная (удельная) величина есть величина интенсивная и обозначается той же буквой, что и исходная экстенсивная величина, только строчной. Для отличия от мольной (удельной) величины над буквой ставится черточка. Например, а — парциальный мольный (удельный) объем, Ж вЂ” парциальная мольная (удельная) энтальпия. Одно и то же обозначение применяется для мольной и удельной величин, а также для парциальной мольной и парциальной удельной величин. Поэтому приходится узнавать из текста, что принято за единицу массы, — моль или грамм. 1Яифры 1, 2, ..., а также латинские и греческие буквы й /, ..., а, р, ..., написанные внизу у символа величины (нижний индекс), характеризуют химическую природу компонента.
Например, 11 й~ — парциальный мольный (удельный) объем компонента 1, йв— парциальная мольная (удельная) энтальпия компонента 2, М;— молекулярный вес компонента й У вЂ” мольная доля компонента а. В случае разбавленного раствора 1 относится к растворителю, 2, 3,... — к растворенным вешествам. Нижние индексы — ид, г, ж, т — характеризуют агрегатные состояния системы, соответственно идеального (или идеализированного) газа, реального газа, жидкости, твердого тела. Например, 1хьив — химический потенциал компонента 1 в состоЯнии идеального газа. Величина, например, ра — химический потенциал компонента 2 в двойном растворе, зависит от давления Р, термодинамической температуры Т и мольной доли второго компонента Уа.
Мы применяем запись; ра (Р, Т, №). Бывает нужным показать, что одна из величин остается постоянной, например давление равно единице (одной атмосфере). Мы запишем это так: цв (Р = 1, Т, №). Верхний индекс о указывает, что система представляет собой чистое (однокомпонентное) вещество. Например, запись мо (Р, Т) следует прочесть: химический потенциал чистого компонента 1, находящегося в жидком состоянии при давлении Р и температуре Т. По удачному предложению Эверетта, верхний индекс применяется для обозначения стандартного состояния е. Например, запись 1х, „(Р-1, Т) указывает, что в качестве стандартного состояния компонента 1 выбрано его состояние в виде идеализированного газа при давлении, равном единице, и при температуре Т. Точка под символом парциального мольного объема (парпиальной мольной энтальпии, парциальной мольной теплоемкости при постоянном давлении) обозначает, что мольная доля второго компонента равна нулю.
Например, йв — парциальный мольный объем, а Ъв — парциальная мольная энтальпия второго компонента прн его мольной доле, равной нулю. Точка под ме указывает на то, что химический потенциал компонента 2 экстраполирован (по уравнению бесконечно разбавленного раствора) на значение мольной доли второго компонента, равное единице. Так, запись 1вв (Р, Т) означает, что стандартное состояние компонента 2 получено экстраполяцией (по уравнению, справедливому для бесконечно разбавленного раствора) от значе.
ния Уе, близкого к нулю, до значения №, равного единице. Верхний индекс * указывает на то, что давление газа (газовой смеси) бесконечно мало. Например, М", — молекулярный вес, а 1а', — химический потенциал газа 1 при его бесконечно малом (в пределе нулевом) давлении. ч Д. Эверетт, Введение в химическую термодинамику, Ивдатинвит, 1963. Обозначения математических символов общепринятые, за исключением символа Н. Последний обозначает бесконечно малое количество, а символ полного дифференциала и' — бесконечно малое приращение.
После изложенного достаточно привести основные величины в списке обозначений. В нем, например, указано, что У вЂ” объем. Тогда нет больше нужды еше раз напоминать, что о — мольный (удельный) объем, йр — парциальный мольный (удельный) объем компонента 2 и т. д.
Величины, которые встречаются только в небольшой части текста, не приводятся в списке обозначений. ОБОЗНАЧЕНИЯ А — сродство химической реакции С вЂ” теплоемкость Ср — теплоемкость при постоянном давлении Сг — теплоемкость при постоянном объеме Š— внутренняя энергия Р— сила, свободная энергия по Гельмгольцу ) — летучесть 6 — экстенсивная величина, характеристическая функция Гиббса Н вЂ” энтальпия К (Т) — константа химического равновесия К(Р, Т) — коэффициент Генри М вЂ” молекулярный вес гп — число граммов Л~ — мольная доля и — число молей Р— давление д — теплота )г — универсальная газовая постоянная 3 — энтропия Т вЂ” термодинамическая температура (абсолютная) ' К 1 — температура $~ — объем гв — работа 13 Х, У, Л вЂ” обобщенные силы х, у, а — обобщенные координаты р — химический потенциал т — коэффициент стехиометрического уравнения (положительный для продуктов реакции, отрицательный для исходных веществ) 6 — температура (по любой шкале) $ — степень протекания реакции Знак О указывает на то, что данная величина относится к круговому процессу.
Глава 1 ВСТУПИТЕЛЬНАЯ Читатель, открывая книгу, ожидает немедленного ответа на законный вопрос: что представляет собой термодинамика как науками Но в начале изучения термодинамики трудно дать исчерпывающий и убедительный ответ. Поэтому читателю необходимо пока удовлетвориться только кратким разъяснением. О предмете термодинамики Термодинамика в своей основе наука о температуре, теплоте и о превращениях теплоты и работы друг в друга.
В соответствии с последним разделом наука и названа — от греческих слов «терме» и <динамис». Первое слово означает «теплота»; вторым словом раньше выражали различные понятия: силу и работу. Термин «термодинамика» впервые появился в статье В. Томсона в !854 г. [
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
