Химическая термодинамика

1. Компоненты химической термодинамики
2. Процессы химической термодинамики
3. Законы химической термодинамики

Термодинамика появилась как эмпирическая наука о ключевых методах преобразования внутренней энергии объектов для осуществления механической работы. Термин «термодинамика» предложен в 1854 году британским физиком, механиком и инженером Уильямом Томсоном, бароном Кельвином (Келвин). И со временем данный термин вытеснил первостепенное наименование данной научной дисциплины – «механическая теория теплоты».

Первые условия появления термодинамики проявились в промежутке с 1760 по 1762 годы, когда ученым из Шотландии Дж. Блэком было внедрено понятие разницы меж температурой и количеством тепла. Таким образом возникла тепловая емкость, во время опытных экспериментов по измерению теплоты плавления ледяной массы.

Компоненты химической термодинамики

В противовес иным подразделам физической химии, таких как химическая кинетика и строение вещества, химическая термодинамика обладает возможностью использоваться без специализированных познаний о молекулярном построении вещества. И это запрашивает существенно меньшее число изначальной информации.

В соответствии с уровнями взаимного действия с внешней средой, системы термодинамики разделяются на:

• Открытые системы. В данных системах осуществляются обменные процессы с внешним окружением энергетическим потенциалом, а также веществом, например, живые организмы.
• Закрытые системы. В данных системах обменные процессы производятся только энергетически. Например, возможно увидеть реакцию в закрытой пробирке или пробирке с обратным холодильником. Эта система является более встречающейся в химической термодинамике.
• Замкнутые системы. Данные системы не осуществляют обмен с окружающей средой полностью как веществом, так и в плане энергии. И в то же время, сберегается стабильный объем.

Сложно разобраться самому?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип задания Выберите тип заданияКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

Для термодинамического представления системы, необходима ее структура из большого числа особых частиц. Это необходимо для совпадения с законами статистики. Характеристики системы, в то же время, разделяются на:

• Интенсивные. Выравнивающиеся: концентрация, температурные показатели, давление и прочие.
• Экстенсивные. Результирующие: общий объем, масса.

Совокупность характеристик системы устанавливает в последующем ее состояние. Следовательно, большинство характеристики и параметров являются взаимно связаны. Поэтому, для гомогенной однокомпонентной системы, зная количество вещества, довольно избрать для характеристики состояния два из трех.

Процессы химической термодинамики

В химических процессах одновременно действуют два противоположных фактора: энстропийный \((T∆S)\) и энтальпийный (∆H). Суммарный эффект данных противоположных факторов в процессах, протекающих при постоянном давлении и температурных показателях, определяет изменение Гиббса \((G)\): \(∆G = ∆H - T∆S.\)

Характер изменения энергии Гиббса предоставляет возможность судить о принципиальной вероятности осуществления процесса:

• \(∆G < 0\) – процесс может протекать.
• \(∆G > 0\) – процесс не может протекать.
• \(∆G = 0\) – система находится в состоянии химического равновесия.

Состоянием равновесия в системе является постоянное во временном промежутке термодинамическое состояние системы, не обусловленное в то же время течением какого-то внешнего явления. В ситуации стабильного равновесия, все пограничные с ним состояния будут менее стабильными, а переход к ним из равновесного и стабильного состояния постоянно будет взаимно связанным с потребностью расходов работы снаружи. Всеобщими требованиями выполнения явлений равновесия считаются следующие:

• Существенно маленькая разность сил прямого воздействия и сопротивления.
• Осуществление в прямом явлении предельно допустимой работы.
• Существенно неспешное течение явления, которое взаимно связанно с существенно маленькой разностью между взаимодействующими силами и существенно большим количеством промежуточных состояний.
• Совпадение абсолютных величин работ прямого и противоположного явлений.
• Преобразование внешней силы на существенно малое значение порождает преобразование ориентира явления на противоположное.
• Одинаковость путей прямого и противоположного явления.

Не нашли то, что искали?

Попробуйте обратиться за помощью к преподавателям

Тип работы Выберите тип работыКонтрольнаяРешение задачКурсоваяРефератОнлайн-помощьТест дистанционноДипломЛабораторнаяОнлайн-репетиторЧертежОтчет по практикеЭссеОтветы на билетыПрезентацияПеревод с ин. языкаДокладСтатьяСочинениеМагистерская диссертацияКандидатская диссертацияБизнес-планПодбор литературыШпаргалкаПоиск информацииРецензияДругое

Предмет

E-mail

Узнать стоимость

это быстро и бесплатно

В вычислениях применяются числовые параметры (из таблицы) термодинамических показателей веществ. Даже несущественный комплект данной информации предоставляет возможность произвести вычисления большого количества различных явлений. При вычислениях равновесного состояния не нужна фиксация формул возможных химических реакций. Необходимо просто учитывать все вещества, которые способны образовывать в общем-то равновесную смесь.

Законы химической термодинамики

Абсолютное значение энтропии возможно рассчитать, исходя из постулата Планка, являющегося третьим законом термодинамики. Энтропия индивидуального кристаллического вещества при абсолютном нуле приравнивается к нулю – \(S0 = 0.\) Для него \(W = 1,\) тогда \(S = Kln1 = 0.\) Это наиболее упорядоченная система.
Большое количество направлений химической термодинамики основывается на трех ключевых законах термодинамики. Данные законы выражены в таком виде:

1. Первое начало термодинамики. Энергетический потенциал объекта не ликвидируется, а также не возникает. Считается нереальным существование вечного двигателя первого рода. В каждой замкнутой системе общее число энергетического потенциала является стабильным параметром.
2. Второе начало термодинамики. В полной мере возможным будет тот факт, что реакции с всеобщим снижением энтальпии (экзотермические реакции) осуществляются самостоятельно, по аналогии катящемуся с вершины булыжнику. Для описания свойств эндотермических явлений и проявления условий их произвольного образования, исследователи приняли новую функцию состояния – энтропию. Энтропия представляется в роли тепловой координаты состояния, принятой для типизации математического инструментария в термодинамической деятельности.
3. Третье термодинамическое начало. Данное начало именуется «постулатом Планка». Оно определено немецкий физиком-теоретиком, основоположником квантовой физики Максом Карлом Эрнстом Людвигом Планком в 1911 году и гласит, что энтропия определенного верным образом кристаллического чистого вещества (при полном нуле) доходит до нулевой величины. Данное утверждение возможно пояснить с позиции статистической термодинамики, в соответствии с которой, энтропия является мерой хаотичности системы на микроуровне.

Постоянно присутствует вероятность использования законов традиционной термодинамики относительно живых организмов. Открытые живые системы в конкретных периодах времени исследуются в роли квазизакрытых, в отношении явлений, для которых быстро определяются локальные равновесия.

Составы наивысшей иерархичности организовывают для более низких составов термостат, в пределах которого сами явления являются квазиравновесными. Внедрение энтропии предоставило вероятность определения особенных критериев, которые позволяют установить ориентир и глубину всех текущих химических явлений, для огромного числа элементов в равновесном состоянии.