ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Концентрация растворов. Молярные, весовые и объемные дсгли из "РАстворы высокомолекулярных соединений" Растворы высокомолекулярных соединений являются истинными растворами, и поэтому они доллшы подчиняться законам термодинамики и статистики истинных растворов. [c.78] Рассмотрению основных закономерностей термодинамики растворов мы и посвящаем эту главу. [c.78] Термодинамическое состояние любой системы при постоянных давлении и температуре может быть полностью описано двумя термодинамическими функщ1ям.и теплосодержанием и энтропией. [c.78] Понятие энтропии системы вводится во втором начале термодинамики. [c.79] Известно, что процессы, идущие в природе самопроизвольно являются процессами необратимыми, т. е. нельзя вернуть систему к первоначальному состоянию без затраты работы извне. Необратимость свидетельствует о том, что в изолированной системе в результате ряда процессов произошли изменения, вследствие которых конечное состояние системы отличается от начального состояния. Согласно второму началу термодинамики для изолированной системы существует величина, обладающая следующим свойством при всех изменениях, происходящих в системе, она или остается постоянной (обратимый процесс), или возрастает (необратимый процесс). Эту величину, являющуюся мерой необратимости адиабатического процесса, называют энтропией. [c.79] В термодинамике доказывается, что теплоту нельзя полностью превратить в работ без того, чтобы в окружающей среде не произошло никаких изменений. [c.79] Физический смысл энтропии становится понятным из статистического рассмотрения. Каждая система состоит из молекул одного или нескольких веществ, и изменения, происходящие в системе, обусловлены изменениями, происходяи ими с молекулами, а именно изменениями в энергиях и в расположении молекул. Если в результате процесса, который происходит в системе, средняя энергия молекул не изменяется, то теплосодержание системы остается постоянным. При этом изменения, которые мы наблюдаем в системе, могут зависеть от изменения во взаимном расположении молекул, и вследствие этого конечное состояние системы отличается от начального состояния. [c.79] Изменения в расположении молекул можно подсчитать на основании законов статистической механики. [c.79] Если среди этих N молекул имеется Ni молекул одного сорта, N2 — молекул другого сорта, N3 — молекул третьего и т. д., то перестановки из одинаковых молекул не дают новых способов расположения. Поэтому, чтобы получить число различных способов распределения N молекул,- нужно число перестановок из N молекул поделить на число перестановок Р из Ni молекул, Р г т N2 молекул, из N3 молекул и т. д. [c.80] Это чйсло возможных способов расположения молекул называется термодинамической вероятностью. Термодинамическая вероятность показывает, во сколько раз данное расположение молекул вероятнее такого случая, когда iB e молекулы сосредоточены в. каком-либо месте пространства. [c.80] Состояние системы определяется расположением молекул. Чем больше число W, т. е. чем большим числом способов осуществляется данное состояние, тем это состояние вероятнее. Состояние системы, при котором число способов расположения молекул мало, является маловероятным состоянием. Система всегда стремится самопроизвольно перейти из маловероятного состояния в более вероятное состояние, т. е. в состояние, которое осуществляется большим числом способов распределения молекул. Так, например, в небольшом объеме молекулы могут расположиться меньшим числом способов, чем в большом объеме, следовательно, более вероятным состоянием является последнее состояние. Этим объясняется явление диффузии, когда молекулы самопроизвольно передвигаются от мест с большей концентрацией к местам с меньшей концентрацией, занимая тем самым больший объем. [c.80] Согласно закону Больцмана энтропия системы 5 есть функция ее термодинамической вероятаости W. [c.80] Из уравнения (VI, 7) следует, что изменения энтропии зависят от изменения термодинамической вероятности. [c.80] ПИИ системы. Поэтому самопроизвольные процессы сопровождаются возрастанием энтропии, т. е. энтропия конечного состояния больше энтропии начального состояния системы. [c.81] В состоянии равновесия в изолированной системе энтропия не изменяется, т. е. Д5 = 0. [c.81] Если система рассматривается при постоянных температуре и давлении, то эти постоянные величины можно ввести под знак дифференциала. [c.81] В системе, находящейся в равновесии, величина изобарного термодинамического потенциала не изменяется, т. е. дО = 0. Если в системе происходит изменение термодинамического потенциала, то система не достигла состояния равновесия. В термо-дашамическом смысле система считается устойчивой, если она получена с уменьшением свободной энергии и отвечает минимуму свободной энергии. В этом смысле истинный раствор является системой термодинамически устойчивой. [c.82] Для выражения концентрации раствора удобно пользоваться молярными долями. [c.82] Если в растворе присутствует П молей первого компонента и п.2 молей второго компонента, то суммарное количество молей, дет 1 -f П2. [c.82] Вернуться к основной статье