Termodinamika teknik kimia

Properti termodinamika apa yang ditentukan oleh PdV untuk ekspansi bebas jika pekerjaannya nol? Mengingat ada perubahan terbatas pada PdV.

Untuk sistem tertutup (tidak ada pertukaran massa, hanya pertukaran panas yang dimungkinkan), chagne dalam energi internal diperoleh dengan mengurangi kerja ekspansi dari aliran panas ke sistem. Jadi, jika tidak ada ekspansi bebas, yaitu tidak ada pekerjaan yang dilakukan pada sistem atau oleh sistem. Perubahan energi internal sama dengan panas yang disuplai.

dQ = dU

Untuk sistem terbuka (di mana ada pertukaran massa dan panas), entalpi adalah istilah yang sesuai dengan ekspansi bebas. Enthalpy diberikan oleh, H = U + (PV)

Saya tidak berpikir Pdv dengan sendirinya mewakili kuantitas yang berarti dalam ekspansi bebas, karena Anda dengan tepat menunjukkan bahwa, kerja yang dilakukan dalam ekspansi bebas adalah nol, karena tidak ada tekanan eksternal untuk bekerja melawan. Dengan demikian tekanan gas tetap sama * (lihat edit), meskipun volumenya berubah. Sekarang, pertimbangkan set-up, di mana Anda memiliki wadah adiabatik, memiliki partisi yang dapat dilepas, dengan satu sisi berisi gas ideal (untuk kesederhanaan) dan sisi lainnya sedang vakum. Jika kita sekarang, lepaskan partisi, dan biarkan gas mengisi wadah dan mencapai keseimbangan, maka pada tahap ini entropi telah meningkat. Peningkatan entropi ini diberikan oleh, Integral dari Pdv / T, di antara batas Vi & Vf. Di sini Suhu T, juga akan tetap konstan, karena wadah adiabatik dan W = 0.Lihat tautan untuk bentuk matematika

Peningkatan entropi terjadi karena perbedaan tekanan hingga yang ada antara dua partisi, yang merupakan irreversibilitas dan karenanya menyebabkan perubahan entropi. * Edit: Tekanan tidak tetap konstan dalam ekspansi bebas, itu berubah. Pertimbangkan pengaturan yang sama yang telah saya jelaskan di atas, karena suhu konstan dan jumlah zat tetap tidak berubah, oleh karena itu menurut hukum boyle, ketika volume meningkatkan tekanan berkurang.

$U$

1. $U$$dU=0$
2. $dQ=0$

$dW=PdV$
$PdV$