ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Система и внешняя среда из "Физическая и коллоидная химия" Термодинамика изучает законы, которые описывают обмен энергией между изучаемой системой и внешней средой и, в частности, превраш,ение тепловой энергии в другие формы энергий. [c.50] Химическая термодинамика — это раздел физической химии, изучающий превращения энергии в химических процессах и энергетические характеристики различных веществ. Она основывается на положениях, законах и теоретических методах термодинамики. Применение химической термодинамики позволяет рассматривать процесс, не вдаваясь в механизм взаимодействия отдельных составных частей вещества. Зная законы химической термодинамики, можно предвидеть, возможна ли данная реакция при данных условиях или невозможна, какие условия необходимо создать, чтобы реакция была возможной и чтобы выход продуктов был максимальным. Для решения этих вопросов термодинамическим методом необходимо знать только начальное состояние системы и те внешние условия, в которых она находится. [c.50] Классическая (феноменологическая) термодинамика занимается изучением макроскопических динамических систем, обладающих большим числом степеней свободы. Однако любое макроскопическое состояние можно описать с точки зрения микроскопических свойств вещества. Этот подход лежит в основе статистической термодинамики, которая позволяет установить связь между физическими законами макро- и микромира. В учебнике все вопросы (за редким исключением) будут рассмотрены с позиции классической термодинамики и ее приложений. [c.50] Системой называют ограниченную каким-либо образом часть физического мира, всякий материальный объект, обособленный физическими или воображаемыми границами раздела от окружающей среды и подвергнутый теоретическому и (или) экспериментальному изучению. [c.50] Следует заметить серьезные осложнения, которые возникают при применении термодинамики к биохимическим процессам. Это связано с тем, что, как правило, термодинамика имеет дело с закрытыми системами, находящимися в равновесии, а живые организмы относятся к открытым системам, в которых равновесие обычно отсутствует. Они находятся в так называемом стационарном состоянии, когда концентрация частиц поддерживается постоянной за счет непрерывного притока и оттока веществ из системы любая клетка в равновесном состоянии — это уже мертвая клетка. Для рассмотрения открытых систем требуются методы термодинамики необратимых процессов, обсуждение которых выходит за рамки данного учебника. Однако следует особо подчеркнуть, что в пределах термодинамики обратимых процессов возможно решение многих важных частных теоретических и прикладных задач биохимии. [c.51] Обмен энергией между системой и внешней средой может проявляться в различных формах. Механическая, тепловая, электрическая энергии и энергия излучения прямо или косвенно превращаются друг в друга. В 1843 г. Дж. Джоуль осуществил первую количественную проверку эквивалентности тепловой энергии, или теплоты, и механической энергии. При этом рассматривались превращения, в которых участвуют только тепловая энергия Q и механическая работа (энергия) А эти превращения называются термомеханическими. [c.51] Так как количество теплоты Q эквивалентно некоторой работе А, теплота выражется тоже в единицах работы, т. е. в джоулях. [c.51] Для проведения расчетов необходимо ввести знаки, учитываемые при рассмотрении обмена между системой и внешней средой. Приток энергии или ее отдачу можно рассматривать как с позиции системы, так и с позиции внешней среды. [c.51] Вернуться к основной статье