Оглавление:
Свободная энергия смеси идеальных газов
- Найти свободную энергию идеальной газовой смеси в зависимости от температуры, объема и массы газа, содержащегося зная свободную энергию каждого газа, входящего в смесь, и чтобы найти свободную энергию смеси, необходимо рассмотреть обратимый изотермический процесс смешивания (или разделения) газов (по крайней мере, в принципе выполнимый) и рассчитать работу, которую необходимо выполнить при этом process.
To для этого рассмотрим смешивание 2 газов и представим установку из 2 входящих контейнеров odip в другой контейнер (объем V каждой полупроницаемой стенкой (рис. 14). Нижний сосуд проходит только через первый газ, а нижняя крышка верхнего сосуда проходит только через второй газ. Во-первых, при движении сосуда оба газа смешиваются. Если сосуд раздвигается по обе стороны перегородки, через которую пропускается 1-й газ, то его парциальное давление р будет одинаковым.
Первое начало термодинамики выражает универсальный закон сохранения энергии применительно к задачам термодинамики и исключает возможность создания вечного двигателя первого рода, то есть устройства, способного совершать работу без соответствующих затрат энергии. Людмила Фирмаль
Аналогично, с обеих сторон нижней крышки верхнего контейнера парциальное давление 2-го газа Р одинаково. Давление в отсеке 1 (Рис. 14) п» Пт + пи—р в отсеке 1 + 2 и ПГ в отсек 2. Так, восходящая сила Р действует на верхнюю крышку нижнего контейнера в зоне, а на его непроницаемую стенку-1 см * — сила Р, downward. So, то, что находится в нижнем контейнере, равно нулю, а это значит, что работа при перемещении Нижнего равна нулю.
Таким образом, такой способ разделения газа не изменяет свободной энергии. После окончательной инфляции только первый газ остается в верхнем контейнере, и только второй газ остается в Нижнем. F (V, T) показывает свободную энергию смеси, Fₜ (V, T) и Fₜ (V, G) показывают свободную энергию компонентов в методе разделения с учетом того, что объем каждого компонента смеси отделен.、 Ф(В, Т) — Fₜ(В, Т)+Fₜ(В, Т). Если смешать любое количество газов, то их можно найти аналогичным образом Ф(В, Ф)= 3Ф *(в, Т). (ZL55）.
- Это выражение должно заменить выражение _ ………….Газ(5 18).Рассчитывать. Л. — Входит в состав Можно опустить Сейчас..— р ——— __——«- Является членом с константой p в Формуле (2.73), свободной энергией каждой идеальной неопределенной нижней границы Интеграла J»» пишем и записываем для каждого газа, заменяя npal и e на ek и представляя свободную энергию на Fₕ、 ФК = [Эл-Т и J-РТ В-К-]. (3.156） Подставляя эту формулу в FK (3.155), получаем свободную энергию смешанного газа. И я собираюсь дать вам немного нотации Х *(т)= е * — РЖ (3.158） (3.159） .
Используя эту формулу свободной энергии, вы можете легко подтвердить, что свободная энергия уменьшается за счет изотермической диффузии. Дают 2 разных идеальных газа (n, первый и n, 2-й молярные) и разделяют их в емкости с перегородками (рис. 15), так что каждый из них занимает объем） В / 2.При удалении раздела начинается диффузия(изотермический процесс).Получают смесь ионов объема V 1-го и N, а также 2-го газа. Согласно тому, что было доказано, свободная энергия этой смеси будет равна сумме свободной энергии каждого отдельного газа, занимающего каждый объем V.
Равенство эмпирических температур, измеренных с помощью такого прибора — термометра, есть условие теплового равновесия систем (или частей одной и той же системы). Людмила Фирмаль
Но свободная энергия уменьшается с увеличением объема: dF / dV—p 0, вы можете видеть, что свободная энергия уменьшается при диффузии снизу. Конечно, просто обращение к формуле (3.159) дает тот же результат. Перед диффузией есть 2 газа, каждый с объемом V / 2.Свободная энергия всей системы ФЛ = «1×1 +» аха-+ (3.160> Когда диффузия завершена, получается объем V смеси. Свободная энергия всей системы FН = «1×1 +» ₂Xa-RT в + ПР в — ^ — Ж. (3.161> Отсюда F » — Fₜ= — RT(nt 4-n.) в 2 О、 (3.162>.
То есть свободная энергия уменьшается при диффузии. Следует иметь в виду, что формула смешанного газа(3.162)справедлива только для 2 различных gases. It нельзя использовать, если все свойства газа, содержащегося в смеси, идентичны, и поэтому принципиально невозможно проводить рассуждения, связанные с разделением смеси. В этом случае справедлива только начальная формула свободной энергии химически однородного газа. Положите 2 газовую смесь (р и ПА моль) также、 P] +p₂ Mol (так называемый парадокс Гиббса) представляет собой представление свободной энергии 1 газа.
Смотрите также:
