Гигиена почвы

  • 01 июня 2013 г.
  • 1570 Слова
Вопрос № 1
Докажите невозможность создания вечного двигателя первого рода.
Ответ:
Первый закон (первое начало) термодинамики имеет несколько формулировок:
энергия изолированной системы постоянна.
Если бы энергия изолированной системы могла увеличиваться без взаимодействия с окружающей средой, то можно было бы сконструировать вечный двигатель первого рода, под которым подразумевается машина,производящая работу без затраты энергии. Однако, согласно второй формулировке первого закона:
вечный двигатель первого рода невозможен.
Постоянство энергии изолированной системы не исключает возможности перехода одного вида энергии в другой. Отсюда третья формулировка первого закона, вытекающая из закона сохранения энергии:
энергия не исчезает бесследно и не возникает из ничего, переход ее изодного вида в Другой происходит в строго эквивалентных количествах.

Для бесконечно малых элементарных процессов это уравнение имеет вид

где pdV — элементарная работа, совершаемая системой против внешнего давления (работа расширения), δW′ — сумма всех остальных видов элементарных работ (магнитная, электрическая и др.). Величину δW′ называют полезной работой. В химической термодинамике принимают вовнимание только работу расширения, а работу δW′ считают равной нулю. Поэтому

Полученное уравнение является математическим выражением первого закона термодинамики. Из этих уравнений следует, что количество теплоты, подведенное к системе или отведенное от нее, идет на изменение внутренней энергии и на работу, совершаемую системой или совершаемую над системой. Это доказывает невозможностьсоздания вечного двигателя первого рода.

Вопрос № 2
Работа расширения (сжатия) 1 моль идеального газа в изохорном, изобарном и изотермическом процессах.
Ответ:
Работу расширения можно вычислять в тех случаях, когда известно уравнение состояния системы, представляющей собой функциональную зависимость между ее параметрами: давлением Р, объемом V и температурой Т. Наиболее простым является уравнение состоянияидеального газа:

применимое для газов, находящихся при низких давлениях и высоких температурах.
Важнейшими термодинамическими процессами являются следующие:
1. Изохорный процесс (процесс при V = const).
Так как при совершении этого процесса изменение объема равно нулю, то работа расширения также равна нулю.
2. Изобарный процесс (процесс при р=const). Работа расширения от объема V1 дообъема V2 определяется по формуле
W = P(V2 – V1) = PΔV.
3. Изотермический процесс (процесс при T = const). Работу расширения 1 моль (или 1 кмоль) идеального газа вычисляют по формуле

Вопрос № 3
Теплоты растворения. Теплоты гидратообразования. Дифференциальная и интегральная теплота растворения вещества.
Ответ:
Применяя закон Гесса, можно определять тепловые эффекты некоторых реакций, которыеэкспериментальным путем определить нельзя.
Рассмотрим пример определения теплоты гидратообразования сульфата меди (II) CuSО4·5H2О по уравнению реакции
CuSО4 + 5Н2О = CuSО4·5Н2О.
Теплотой гидратообразования называют теплоту, выделяемую при присоединении к 1 моль твердой безводной соли соответствующего количества кристаллизационной воды до образования устойчивого кристаллогидрата.
Экспериментальноеопределение теплоты образования кристаллогидрата CuSО4·5H2О затруднительно из-за образования кристаллогидратов различного состава. Если принять за исходное состояние безводную соль CuSО4, то гидратированные ионы Cu2+ и SO42- в растворе можно получить двумя путями: непосредственным растворением CuSO4 и растворением ее через образование кристаллогидрата:

Вопрос № 4
Закон Кирхгоффа. Дифференциальная иинтегральная формы уравнения. Вычисление тепловых эффектов реакций при стандартных условиях и при любых температурах.
Ответ:

Для получения расчетной формулы уравнение Кирхгофа интегрируют в пределах интервала температур 298—Т:

Это уравнение называют уравнением Кирхгофа в интегральной форме. По нему можно рассчитывать тепловой эффект реакции только для узкого...
tracking img