Перейти к содержанию

Страница:БСЭ-1 Том 54. Телецкое озеро - Трихофития (1946).pdf/72

Материал из Викитеки — свободной библиотеки
Эта страница не была вычитана

ны, и величины 17  — с другой; её можно пред  — j что согласуется с опытами Джоуля по расшиставить в виде: Q  — А = U2  — Ui — XU; если рению газов в вакууме. Итак, из свойств уравтеперь работу, выполненную над системой, нения первого начала Т. следует, что любосчитать положительной, т. е. положить му веществу, находящемуся в том или ином L= — А, то последнее соотношение можно агрегатном состоянии, свойственна, на ряпереписать в виде: Q 4  — L = &U. Подобная ду с величиной U как функции состояния, ещё запись уравнения первого начала Т. выяв

и функция 8. Вид обеих функций состояния ляет своеобразную аналогию в существе ко

не может быть вскрыт с помощью лишь перличества теплоты Q, сообщённого системе, вого начала Т. в силу недостаточности наших и количества работы, выполненной над си

знаний об уравнениях состояния веществ. стемой. Действительно, теплоту и работу Недостаточность сведений о свойствах функможно рассматривать как две причины, вы

ций U и 8 может быть восполнена благодаря звавшие изменение АП внутренней энергии нек-рым предпосылкам общего характера, касистемы; поэтому, записав Q=AX 77, a L = &2U, кие могут быть получены уже при помощи втобудемиметь &LU 4  — Д2С7=Д17, т. е. общее изме

рого начала Т. нение внутренней энергии системы вызвано Применения первого начала Т. Одной из двумя формами передачи энергии — теплотой первых задач, решаемых при помощи пери  — работой, и других форм передачи энергии вого начала Ti} является разбор свойств равпервое начало Т. не предполагает. Подвер

новесных политропных процессов, выполняегая анализу сущность первого начала Т., мых идеальным газом. Процесс называется легко усмотреть, что оно является лишь част

политропным, если система, его выполняюным случаем закона сохранения энергии в щая, во всё время процесса подчиняется соего применении к тепловым явлениям. По

отношению pvn = const, где п — показатель этому совершенно неправильно ряд исследо

политропы; частными случаями политропвателей отождествляет первое начало Т. о за

ного процесса являются процессы: изохорконом сохранения энергии, хотя последний ный (v=const), изобарный (p=const), адиапомимо классической механики и был впер

батный (<5Q=0), изотермический (£=const) вые установлен в виде термодинамического и др. закона. Справедливость первого начала Т., Вторая группа задач по применению перпроверенная на многочисленных его след

вого начала Т. объединяется термохимией ствиях и примерах, привела к утверждению (см.), ставящей себе задачу изучения тепл от невозможности перпетуум-мобиле 1  — го рода, различных физико-химических (плавление, т. е. такой тепловой машины, к-рой приписы испарение и т. д.) процессов и химич. реаквалась способность увеличивать количество ций. Наряду с понятием «теплота процесса» в энергии в изолированной системе. Это утвер

термохимии весьма часто используется поняждение иногда рассматривают как самостоя

тие «тепловой эффект» как убыль внутренней тельную формулировку первого начала* энергии в системе, выполняющей этот проДля элементарного равновесного процесса, цесс. Теплота процесса и тепловой эффект выполняемого системой, первому началу Т. отличаются, как это видно из математич. формулировки первого начала Т., величиной можно придать вид: работы, совершённой системой. Решение этой dQ = dU + pdv + Xdx + Ydy + Zdz 4- .. группы задач опирается на основной закон в форме дифференциального соотношения термохимии, высказанный в 1840 Гессом ещё Пфаффа; здесь ж, г/, г... — термодинамич. до того, как было сформулировано первое параметры, а X, Y, Z... — обобщённые силы, начало термодинамики, и являющийся его являющиеся, как и величины U и р, функ

частной формой; этот закон иногда назыциями t> х, у, z... v. Из теории подобных со

вается законом постоянства сумм тепловых отношений следует, что, как правило, они эффектов, ибо он утверждает: если из данпри наличии трёх и более слагаемых не до

ных исходных веществ могут получаться пускают интегрирующего знаменателя, т. е. данные конечные вещества различными химич. величины, на к-рую следует разделить урав

путями, т. е. различными последовательными нение Пфаффа, чтобы оно могло считаться реакциями, то суммы тепловых эффектов всех полным дифференциалом функции, вообще го

отдельных реакций вдоль каждого пути одиворя, всех аргументов; лишь в том случае, наковы. Если определить тепловой эффект когда имеется только два слагаемых, напр., образования вещества как убыль внутренней <5Q =: dU + pdv> оно всегда допускает такой энергии, обусловленной химич. реакцией образнаменатель. Поэтому для идеального газа, для зования этого вещества из элементов в свок-pofo pv = RT и 77 = / (0, уравнение Пфаф

бодном виде, то из закона Гесса следует, что фа допускает интегрирующий знаменатель тепловой эффект химич. реакции равен сумме СТ, где С  — произвольная постоянная, в тепловых эффектов образования продуктов частности, она может быть равна и единице, реакции за вычетом тепловых эффектов обраи таким образом: dv есть дифферен

зования исходных веществ.

При решении различных задач в Т. ввоциал функции 8 (Т, v) аргументов Т и v, т. е. дится функция состояния I системы, называемая энтальпией (тепловая функция, тепло% = %-+%dV = dS. содержание) и определяемая как сумма внуЕсли учесть, что dU=cvdt, то легко уста

тренней энергии U и произведения pv, т. е. новить вид функции S:S=cv InT+R In 7 4-&о> I = U+pv. Эта функция состояния в изобаргде 8'0  — произвольная интеграционная по

ных процессах играет такую же роль, как стоянная. Для идеального газа функцию $ внутренняя энергия в изохорных процессах. можно найти потому, что для него известно Второе начало Т. С точки зрения первого уравнение состояния, а относительно функ

начала могут осуществляться лишь те проции Uможно сделать предположение U~f (t), цессы, в результате к-рых не нарушается вы-