Potencjały termodynamiczne - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 84
Wyświetleń: 784
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Potencjały termodynamiczne - omówienie - strona 1 Potencjały termodynamiczne - omówienie - strona 2 Potencjały termodynamiczne - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

1    Potencjały termodynamiczne  Rozpatrzmy  heterogeniczny  układ  zamknięty,  w  obrębie  którego  można  wydzielić  homogeniczne  podukłady.  Każdy  z  nich  zawiera  szereg  różnych  substancji  o  masach  odpowiednio:    ,   , … i ilościach moli:   ,   , … Jeśli substancje te mogą być wymieniane  pomiędzy  podukładami,  wówczas  zmiana  energii  wewnętrznej,  w  każdej  z  wydzielonych  części,  zależy  od  ilości  moli  wymienianych  składników  (wpływających  i  wypływających  z  układu).  Opisujemy  to  za  pomocą  sumy  iloczynów  potencjału  chemicznego  (    ,       )  dla  każdej z tych substancji i zmiany liczby moli:                                 Pojęcie   potencjału  chemicznego   zostało  wprowadzone  do  termodynamiki  przez  Gibbsa,  początkowo  na  potrzeby  opisu  przemian  odwracalnych  w  układach  otwartych.  Potencjał chemiczny   -tej substancji można interpretować jako wielkość, o którą zwiększy się  zdolność  układu  do  wykonania  pracy,  innej  niż  objętościowa,  po  dodaniu  do  układu  nieskończenie  małej  ilości  tego  składnika.  Wobec  tego,  w  układach  zamkniętych,  sumie              nadaje  się  sens  pracy  chemicznej,  związanej  ze  zmianą  liczby  cząsteczek  poszczególnych składników:                                     Wynika stąd, że:   Energia  wewnętrzna  układu  otwartego  jest  funkcją  entropii,  objętości  i  liczby  moli  poszczególnych substancji:                          .   Współczynniki stojące przy    ,    i     mają sens pochodnych cząstkowych:                      ,                         ,                                   gdzie              Ostatnia  tożsamość  definiuje  potencjał  chemiczny   -tej  substancji  jako  pochodną  energii  wewnętrznej względem liczby moli tej substancji, przy założeniu, że objętość, entropia i liczby  moli składników innych niż      są stałe.       Entalpia  jest  funkcją  zależną  od  entropii,  ciśnienia  i  składu  chemicznego:                          .   2    Z  powyższego  wzoru  wynika  dodatkowo,  że  potencjał  chemiczny   -tej  substancji  możemy  równoważnie  definiować  jako  pochodną  entalpii  względem  liczy  moli  tej  substancji  przy 

(…)

… jest wyznaczenie pracy
nieobjętościowej, wykonanej na drodze przemiany odwracalnej, w warunkach izotermicznoizobarycznych. Taka sytuacja ma miejsce, na przykład, w opisie reakcji chemicznych, kiedy
interesuje nas praca chemiczna, związana ze zmianą liczby moli substratów i produktów.
Funkcją stanu, stosowaną w takim przypadku, jest energia Gibbsa (równoważnie nazywana
entalpią swobodną lub energią swobodną Gibbsa…
… zmianie. Jeśli układ jest
dostatecznie duży i dodanie do niego jednego mola danego składnika nie powoduje
mierzalnych zmian jego składu, to wówczas potencjał chemiczny odpowiada zmianie
zmianie
przy
.
I.4.4. Energia, energia swobodna, entalpia i entalpia swobodna jako potencjały
termodynamiczne
Każda z termodynamicznych funkcji stanu zależy od określonego zbioru zmiennych. Energia
wewnętrzna jest funkcją…
…. Pochodna energii Gibbsa względem liczby moli, przy ustalonej temperaturze i ciśnieniu oraz
liczbie moli pozostałych substancji, jest równa potencjałowi chemicznemu
(I.4.70)
Omówione zależności, opisujące związki pomiędzy funkcjami i zmiennymi stanu, zebrano w
tabeli I.4.1
Tabela I.4.1
Funkcje stanu jako transformaty Legandre’a
Funkcja
Transformata
Różniczka zupełna
zamienione przez –
zamienione…
... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz