Termodinamikai munka

A termodinamikai munkán a szövegkörnyezettől függően a termodinamikai rendszer és a környezet közötti energiacsere műveletét kell érteni, amely nem kapcsolódik az anyag- és/vagy hőátadáshoz [1] (a munka mint az energiaátadás módszere/forma [2] , csereenergia-formaként működik [3] , speciális energiafajtaként működik az átalakulási folyamatban [4] , vagyis a folyamat funkcionális elemeként, a folyamat előtt „nem létező” folyamaton és a folyamaton kívül [5] ), és ennek a hatásnak a mennyiségi mérőszáma, vagyis az átvitt energia értéke [1]. A termodinamikai munkák minden típusának közös jellemzője a nagyszámú részecskéből álló tárgyak energiájának változása bármilyen erő hatására : testek felemelése gravitációs térben , bizonyos mennyiségű elektromosság átvitele az elektromos potenciálok különbsége, a nyomás alatt lévő gáz tágulása és mások. A különböző helyzetekben végzett munka minőségileg egyedi lehet, de bármilyen munkavégzés mindig teljesen átalakítható teheremelési munkává, és ebben a formában mennyiségileg is figyelembe vehető [4] .

A munkatermodinamika eredeti koncepciója a mechanikától származik . A mechanikai munka az erővektor és az erőkifejtési pont elmozdulásvektorának skaláris szorzata:

\delta A=({\overrightarrow {F}}{\overrightarrow {dr}}),

ahol az erő , és egy elemi (végtelenül kicsi) elmozdulás [6] . A modern termodinamika Clausiust követve bevezeti a reverzibilis vagy termodinamikai munka fogalmát. Egy egyszerű termodinamikai rendszer (egyszerű test) esetén a termodinamikai munka egy összenyomható test munkája az abszolút nyomás és térfogatváltozás függvényében : $\overrightarrow {F}$ $\overrightarrow{dr}$ $(p)$ $(dV)$

\delta A=pdV,

vagy integrált formában:

A_{1,2}=\int _{1}^{2}pdV=P_{m}(V_{2}-V_{1}).

A térfogatváltozás fajlagos termodinamikai munkájának integrált meghatározása csak akkor lehetséges, ha van egy folyamategyenlet egyenlet formájában a nyomás és a munkaközeg fajlagos térfogata közötti összefüggésre.

Bármely test és testrendszer termodinamikai munkájának általános meghatározásában az általánosított erő kifejezést az elemi munka és az általános elmozdulás ( általános alakváltozás , általános koordináta ) értékei közötti arányossági tényezőként használják , ahol a szabadsági fokok: $F_{i}$ $\delta A_i$ $dx_i$ $i=1,2,...n,~n$

\delta A=\sum _{i=1}^{n}F_{i}dx_{i}.

[7]

A munka mennyisége attól függ, hogy a termodinamikai rendszer milyen úton halad át állapotról állapotra, és nem a rendszer állapotának függvénye . Ez könnyen bebizonyítható, ha figyelembe vesszük, hogy a határozott integrál geometriai jelentése a görbe grafikonja alatti terület. Mivel a munkát az integrál határozza meg, a folyamat útjától függően a görbe alatti terület, és így a munka is eltérő lesz. Az ilyen mennyiségeket folyamatfüggvényeknek nevezzük. $egy$ $2$

Annak ellenére, hogy a fizikai kémiában továbbra is a munka jelölését használják, az IUPAC ajánlásai szerint a kémiai termodinamikai munkát [8] -ként kell jelölni . A szerzők azonban bármilyen jelölést használhatnak, feltéve, hogy dekódolást adnak nekik [9] . $A$ $W$

Lásd még

Jegyzetek

↑ 1 2 Fizikai enciklopédia, 4. v., 1994 , p. 193.
↑ Putilov, 1971 , p. 51.
↑ Krutov V.I. et al. , Technical thermodynamics, 1991 , p. 19.
↑ 1 2 Gerasimov, 1970 , p. 25.
↑ Sychev, 2010 , p. 9.
↑ Vallee, 1948 , p. 145-146.
↑ Belokon, 1954 , p. 19, 21.
↑ angol. E. R. Cohen, T. Cvitas, J. G. Frey, B. Holmström, K. Kuchitsu, R. Marquardt, I. Mills, F. Pavese, M. Quack, J. Stohner, H. L. Strauss, M. Takami és A. J. Thor Mennyiségek, mértékegységek és szimbólumok a fizikai kémiában", IUPAC Green Book, 3. kiadás, 2. nyomtatás, IUPAC & RSC Publishing, Cambridge (2008), p. 56
↑ angol. E. R. Cohen, T. Cvitas, J. G. Frey, B. Holmström, K. Kuchitsu, R. Marquardt, I. Mills, F. Pavese, M. Quack, J. Stohner, H. L. Strauss, M. Takami és A. J. Thor Mennyiségek, mértékegységek és szimbólumok a fizikai kémiában", IUPAC Green Book, 3. kiadás, 2. nyomtatás, IUPAC & RSC Publishing, Cambridge (2008), p. tizenegy

Irodalom

Belokon N. I. Termodinamika. - Gosenergoizdat, 1954. - 417 p.
Valle Poussin. Előadások az elméleti mechanikáról. T. 1. - 1948. - 339 p.
Gerasimov Ya. I., Dreving V. P., Eremin E. N. et al. , Fizikai kémia tantárgy / Szerk. szerk. Ja. I. Gerasimova. - 2. kiadás - M . : Kémia, 1970. - T. I. - 592 p.
V. I. Krutov , Isaev S. I., Kozhinov I. A. et al. Technical thermodynamics / Szerk. szerk. V. I. Krutova . - 3. kiadás, átdolgozva. és további - M . : Felsőiskola , 1991. - 384 p. — ISBN 5-06-002045-2 .
Putilov K. A. Termodinamika / Szerk. szerk. M. Kh. Karapetyants. — M .: Nauka, 1971. — 376 p.
Sychev VV . A termodinamika differenciálegyenletei. - 3. kiadás - M. : MPEI Kiadó, 2010. - 251 p. - ISBN 978-5-383-00584-2 .
Fizikai enciklopédia / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - T. 4: Poynting-Robertson effektus - Streamers. - 704 p. - ISBN 5-85270-087-8 .