Определения и понятия, применяемые в термодинамике

Чтобы применить основные результаты, полученные в 12.5 относительно направления изобарно-изотермического процесса и положения равновесия в системе при постоянных давлении и температуре, к системам, содержащим многокомпонентные фазы, нужно ввести понятие парциальной мольной энергии Гиббса. В силу исключительного значения этой величины для химической термодинамики она в отличие от остальных парциальных мольных величин получила специальное название —химический потенциал. В дальнейшем химический потенциал будет обозначаться буквой х. В соответствии с общим определением парциальных мольных величин (9.22) [c.199]

До сих пор термин температура применялся нами не вполне строго и мы считали возможным применять для измерения разности температур обычные простые термометры. Проблема определения понятия температура является одной из самых важных в термодинамике. Мы, однако, не будем обсуждать эту проблему сейчас, а отметим лишь, что с этого момента мы будем иметь в виду те.мпературу, измеренную по шкале идеального газа , причем в качестве нуля этой шкалы взята температура —273,15° С. [c.53]

В восьми главах книги рассмотрение ведется только на примере переноса тепла. Однако как физические, так и математические аспекты данного вопроса гораздо шире. Поэтому, чтобы показать другие возможности метода, в книге дается приложение. Показано применение вариационного подхода в таких областях физики, как массообмен и термодинамика необратимых процессов. Приводится иллюстрация применения метода Лагранжа к анализу задачи термоупругости. Очевидна также возможность применения данного метода к вязким жидкостям при использовании классической диссипативной функции Релея. Аналогичные методы можно применять также для описания электромагнитных явлений. Показаны более широкие математические возможности анализа, основанного на понятии скалярного произведения. Данное понятие представляет собой эффективное средство преобразования в функциональном пространстве. Оно включает такие методы, как преобразование линейных дифференциальных уравнений в нелинейные с помощью координат типа глубины проникновения. Такое рассмотрение дает возможность свести в единую систему различные методы, известные в прикладной математике под разными названиями. Кроме того, существование порога разрешения в физических задачах позволяет дать более реалистическое определение понятия полноты для обобщенных координат, которое учитывает дискретный характер вещества в противоположность математической модели континуума. [c.22]

Начало развития термодинамики неравновесных процессов (или просто неравновесной термодинамики) следует отсчитывать от Рудольфа Клаузиуса, которому принадлежит по существу основное в этой области понятие некомпенсированной теплоты (1850 г.). Однако первым все же применил термодинамические соотношения к изучению неравновесных процессов Вильям Томсон (Кельвин) в 1854 г. В более позднее время развитию неравновесной термодинамике существенно способствовал Де-Донде. Его главная идея состояла в том, что можно идти дальше обычного утверждения неравенства второго закона и дать количественное определение возникновения энтропии . В 1922 г. Де-Донде связал также некомпенсированную теплоту Клаузиуса и химическое сродство. В 1931 г. Онзагер формулировал свои знаменитые соотношения взаимности , являющиеся основой изучения связей различных неравновесных процессов в так называемой линейной области. Дальнейшее развитие неравновесной термодинамики и обоснование ее формализма связано с именами Пригожина, Глансдорфа, Казимира и других. Так, в работах И. Пригожина методы неравновесной термодинамики распространены на область, где связь между потоками и вызывающими их силами уже не является линейной. [c.308]

Основными задачами вводного курса теории химической термодинамики являются во-первых, дать строгое определение термина свободная энергия , во-вторых, установить связь свободной энергии с величинами, которые можно непосредственно измерять в лаборатории, и, в-третьих, разработать методику определения величины свободной энергии. В настоящей книге большое внимание уделено применению понятия свободная энергия к химическим задачам. Поэтому мы примем сформулированное выше положение и приведем без доказательства некоторые из наиболее важных уравнений, связывающих свободную энергию и некоторые другие ро ц т-венные ей величины с непосредственно измеряемыми свойства.ми, такими, как температура, давление и состав. Таким путем мы сможем более подробно показать, как применяется химическая термодинамика, не затрачивая при этом слишком много времени на формулировки и объяснение основных законов термодинамики. [c.48]

Но задача заключается не только в уточнении вывода фундаментальных теорем и законов термодинамики. Вероятно, все, кому часто приходится применять уравнения термодинамики к исследованию разнообразных техниче- ских и химических проблем, будут согласны со мной, что на практике успеху использования термодинамики вредит неясность, недостаточная определенность многих термодинамических понятий, включая самые ходовые из них, например такие, как фаза, компонент, вариантность, максимальная работа и т. д. Когда применение уравнений термодинамики сводится к использованию готовых, стандартных методов расчета, то упомянутый недостаток, конечно, мало заметен (поэтому-то некоторые физики его и вовсе не замечают), но каждый раз, когда исследуемый вопрос, хотя бы и весьма простой, требует нового подхода, сейчас же обнаруживаются трудности, происходящие от недостаточной определенности многих термодинамических понятий. [c.83]

Необходимо отметить, что в настоящем разделе рассматривается влияние дисперсности на термодинамические свойства однокомпонентных систе.м, что фактически означает влияние количества фазы на ее свойства. Этот вопрос не является тривиальным, так как в определенной мере противоречит самому понятию фазы, которое в термодинамике относится к макроскопическим, и поэтому свойства фазы не должны зависеть от ее количества. Однако именно потому, что дисперсная фаза представляется как отдельная фаза, несмотря на зависимость ее термодинамических свойств от дисперсности, к системе необходимо применять правило фаз Гиббса в виде выражения, учитывающего дисперсность как отдельный параметр Гсм. уравнение (П.169)]. [c.101]

Определение величин pH является частью прикладной электрохимии, а последняя сложным образом связана с химической термодинамикой. Все же значение pH является термодинамической величиной только по форме, сущность же ее выводится из нетермодинамических представлений. Оправданием для включения теоретической части в книгу, где рассматривается определение pH, является то, что точное фундаментальное определение единицы pH отсутствует. Кроме того, для тех, кто пользуется величиной pH существенно необходимо понимать смысл и ограничения этого понятия, чтобы применять измерения pH с наибольшим успехом. [c.8]

За последнее десятилетие в моей лаборатории был разработан ряд относительно простых методов для быстрого и достаточно точного определения как термохимических данных, так и кинетических параметров газовых реакций. Сейчас эти методы развились настолько, что их можно с успехом применять для критического анализа сравнительно сложных химических процессов. В предлагаемой читателю книге дано систематическое изложение указанных методов и, кроме того, приведены примеры их применения. Предполагается, что читатель знаком с элементарными понятиями термодинамики химических равновесий идеальных газов, а также с основными идеями химической кинетики. [c.9]

В химической термодинамике общие принципы и понятия термодинамики применяются для изучения физико-химических и химических процессов и определения расчетным путем наиболее существенных, с точки зрения практики, результатов таких процессов. [c.80]

Важнейшими взаимосвязанными понятиями в термодинамике являются энергия, теплота и работа. Им в 3 этой главы уделяется специальное внимание. Здесь же укажем, что сам термин термодинамика происходит от греческих слов 1Негте — теплота и (1шат1 з — сила. Поэтому перевести слово термодинамика следовало бы как наука о силах, связанных с теплотой (и вовсе не о движении теплоты). Однако в эпоху становления термодинамики в XIX в, ученые не всегда ясно представляли различие между силой и энергией . Если говорить не о переводе термина, а об определении, то термодинамика является наукой, изучаюш,ей взаимопревращения теплоты, работы и различных видов энергии — часто объединяемых под названием внутренней энергии. Устанавливаемые при этом общие законы применяются в различных разделах науки. Применения их к химии составляют химическую термодинамику, которой и посвящена настоящая книга. [c.7]

Понятие характеристических функций в термодинамику было впервые введено Массье в 1869 г. в работе О характеристических функциях жидкостей . Гиббс дал этим функциям несколько иное определение и последовательно применил их к решению ряда вопросов химической термодинамики. [c.131]

Шкала абсолютно температуры. Идея об абсолютном нуле температуры появилась в результате открытия закона Шарля и Гей-Люссака абсолютным нулем должна быть температура, при которой идеальный газ должен иметь объем, равный нулю при любом конечном давлении. На протягкении ряда лет (вплоть до 1848 г.) абсолютную шкалу температур определяли как шкалу газового термометра считали, что абсолютная температура пропорциональна объему определенного количества газа при постоянном давлении. Одпако поскольку не существует реального газа, который был бы достаточно близок к идеальному, позволяющему сконструировать точный газовый термометр, Томсон сформулировал понятие об абсолютной шкале температуры, основываясь на законах термодинамики. Именно эта шкала абсолютной температуры в настоящее время является признанной (она рассмотрена в гл. П). Шкала водородного газового термометра весьма близка к термодинамической шкале, за исключением области очень низких температур, и поэтому такой термометр широко применяют на практике. [c.244]

Слово домен в научной литературе обычно применяется для обозначения части целого, обладающей отличными от других частей структурой (или ориентацией), а во многих случаях и свойствами. Такова общая расщифровка этого термина, и именно в этом смысле он употребляется в области жидких кристаллов. Однако в начале века понятие домен прочно укоренилось в физике твердого тела (главным образом в области сег-нетоэлектричества и ферромагнетизма). Рамки доменов в этом случае сужены и конкретизированы для ферромагнетиков домены — области спонтанной намагниченности, направление которой в соседних доменах взаимно противоположно. Расчленение тела на отдельные домены объясняют [72, с. 197] с позиций термодинамики равновесных состояний, предсказывающей возможность существования двух соприкасающихся фаз, в которых напряженность одинакова, а намагниченность (и индукция) различна. При таком строении магнитные моменты доменов замкнуты на себя, и ферромагнетик не проявляет макроскопических магнитных свойств. Пользуясь здесь более щироким определением доменов, будем иметь в виду и домены в ферромагнетиках, поскольку жидкие кристаллы чувствительны к воздействию электрического и магнитного полей (см. соответствующий раздел главы). [c.188]