Химическая термодинамика Химическая термодинамикаСтраница 8
Изменение химической энергии зависит от условий, поэтому развитие химических реакций, как и всех остальных процессов, например тепловых, определяется вторым началом термодинамики. Согласно второму началу термодинамики (сформулированному в окончательной форме Клаузиусом и Гельмгольцем в середине XIX в.) теплота может переходить в работу только при наличии разности температур и не целиком, а с определенным термическим коэффициентом полезного действия (η):
(12)
где A — работа, полученная за счет перехода теплоты от тела с высокой температурой (Т1) к телу с низкой температурой (Т2); Q1 — теплота, взятая у нагретого тела с температурой Т1; Q2 — теплота, отданная холодному телу с температурой Т2.
Учитывая, что температура выражена в абсолютной шкале, мы видим, что КПД тепловых машин вообще невелик. Например, КПД теплоэлектроцентрали, работающей с перегревом пара до 673 К и с конденсатором при Т2 =323 К
или 52%
(И это без учета всех остальных потерь в рабочем цикле турбин и механических потерь!)
Таким образом, для любых процессов, протекающих под действием разности потенциалов (grad P), каковой для тепловых процессов является разность температур, для электрических — разность потенциалов, для механических — разность высот и т.д., общим является сравнительно низкий коэффициент полезного действия. Значение КПД обращается в единицу, если в уравнении (12) Т2
0, но абсолютный нуль недостижим. Следовательно, всю энергию нагретого тела при температуре Т1, в работу превратить нельзя.
Заряд q проходит разность потенциалов, совершая работу
A=q(U1-U2). (13)
Однако всю энергию он отдает только в том случае, если U2→O.
Вода вращает турбину при перепаде уровней воды: верхний бьеф — нижний бьеф плотины:
(14)
Однако всю энергию положения (потенциальную) вода отдаст только в том случае, если h2 → 0, т. е. вода будет падать до центра земли, что невозможно.
Таким образом, при совершении работы часть общей энергии системы остается неиспользованной.
При течении химических реакций энтальпия начальных продуктов не может вся перейти в работу или теплоту, так как в конечных продуктах реакции сумма энтальпий не равна нулю. Если градиент движущих сил (Т, U, h и т. д.) равен нулю, то и работа, совершающаяся в процессе, равна нулю, а система будет находиться в состоянии равновесия: при Т1=Т2 закончится теплообмен: электрический заряд не осуществляет работы, если U1 = U2 турбины не работают при спущенной плотине; химическая реакция будет достигать равновесия, когда количество полученных конечных продуктов равно количеству разложившихся конечных продуктов на первоначальные за единицу времени.
ЧИГИРИН , город (с 1795) на Украине, Черкасская обл., на р. Тясмин, в 36 км от ж.-д. ст. Фундуклеевка. 13 тыс. жителей (1991). Легкая, пищевая промышленность. Известен с 16 в.
РОЗОВ Виктор Сергеевич (р . 1913), русский драматург. Остроконфликтные пьесы, преимущественно о современной молодежи: "В добрый час!" (1954), "В поисках радости" (1957), "В день свадьбы" (1964), "Традиционный сбор" (постановка 1967), "Кабанчик" (1987). В пьесе "Вечно живые" (фильм "Летят журавли"; оба - 1957) - тема гражданского долга, человеческой верности, высоких традиций русской интеллигенции. Статьи о театре. Автобиографическая проза "Путешествие в разные стороны" (отдельное издание, 1987). Государственная премия СССР (1967).
ГЛИЦИН (аминоуксусная кислота) , простейшая алифатическая аминокислота. Входит в состав многих белков и биологически активных соединений (глутатион, креатин и др.). Из глицина в живых клетках синтезируются порфирины и пуриновые основания. В фотографии глицином называется параоксифениламиноуксусная кислота (проявляющее вещество).