ХИМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ Закрытые и открытые системы

X. т. использует понятия о типах термодинамич. систем (см. Гетерогенная система. Гомогенная система. Закрытая система, Изолированная система, Открытая система), параметрах состояния (см. Давление, Температура, Химический потенциал), термодинамич. ф-циях и термодинамических потенциалах (см., напр., Внутренняя энергия. Энтропия). В основе Х.т. лежат законы (начала) общей термодинамики. Первое начало термодинамики - закон сохранения энергаи дая термодинамич. системы, согласно к-рому работа может совершаться только за счет теплоты или к.-л. др. формы энергии. Оно является основой термохимии, изучения теплоемкостей в-в, тепловых эффектов реакций и физ.-хим процессов. Гесса закон позволяет определять тепловые эффекты расчетным путем, если известны теплоты образования каждого из в-в, участвующих в р-ции, или теплоты сгорания (для орг. соед.). Совр. термодинамич. справочники содержат данные о теплотах образования или теплотах сгорания неск. тысяч в-в, гто позволяет рассчитывать тепловые эффекты десятков тысяч хим. р-ций. Первое начало лежит в основе Кирхгофа уравнения, к-рое выражает зависимость теплового эффекта р-ции или физ.-хим. процесса ст т-ры и дает возможность рассчитать тепловой эффект процесса при любой т-ре, если известны теплоемкости в-в, участвующих в р-ции, и тепловой эффект при к.-л. одной т-ре. [c.236]

Термодинамические процессы протекают очень часто в системах с переменным числом частиц. Например, в ходе химической реакции меняется количество исходных и конечных реагентов, при фазовых переходах меняется количество вещества в отдельных фазах и т. д. Для описания этих процессов вводят в рассмотрение понятие химического потенциала. На систему не накладывается никаких ограничений она может быть открытой, закрытой или изолированной. [c.31]

Системы пассивного транспорта, называемые далее каналами, не являются единой группой функциональных элементов в мембране. В состоянии покоя каналы закрыты и переходят в проводящее состояние только после их открытия. Открывание, или воротный механизм, запускается электрическим путем, т. е. при изменении мембранного потенциала, или химическим путем — при взаимодействии со специфической молекулой. Химическая природа воротного механизма в тесной связи с биохимией синапса рассмотрена в гл. 8 и 9. Хотелось бы лишь отметить, что воротный механизм также отличается от других транспортных систем по своей фармакологии, ионной селективности и кинетике. [c.132]

В математическом отношении химический потенциал — вполне определенная величина это мера изменения внутренней энергии как характеристической функции при соответствующих постоянных значениях 5, V, Пу Однако следует признать, что физический смысл введенного нового понятия не вполне очевиден. Происходит это по той простой причине, что характеристическое уравнение (VI. 1) относится, конечно, к открытой системе, в то время как методами термодинамики можно изучать только закрытые системы. Тем не [c.150]

Можно образно представить ход химической реакции между двумя системами с разными окислительными потенциалами с помощью следующей аналогии одно колено /-образной трубки с закрытым краном у дна наполнено наполовину водой (потенциал 1), а второе колено залито полностью (потенциал 2). После открытия крана вода перетекает до тех пор, пока оба уровня не станут одинаковыми (потенциал 1 = потенциалу 2). Конечное положение (равновесие), на котором установится уровень воды, зависит от первоначальной разности в высоте столбов. [c.48]

Итак, заменяем в стехиометрическом уравнении (оно выражает переход компонента из одной открытой части системы в другую открытую часть) символ компонента на символ химического потенциала и получаем условие химического равновесия для случая распределений компонента между (открытыми) частями (закрытой) системы. [c.313]

То же самое может быть выражено и в терминах суждения о единственности (воспроизводимости) состояний равновесия в данной гомогенной системе. Напомним, что у нас, по определению, речь всегда идет о состояниях равновесия лишь относительно конкретного набора превращений, т. е. часть других, в принципе возможных стехиометрических взаимосвязей может быть заторможена. Вопрос о возможньгх сменах уровня или характера заторможенностей снимается ограничением, заложенным в словах данная система, так как невоспроизводимая смена заторможенностей формально означает неконтролируемую подмену одной системы (совокупности состояний) другой. Положение о единственности состояний равновесия для каждой точки данной открытой гомогенной системы (для каждой закрытой гомогенной системы) можно выразить в форме утверждения о единственности минимума изобарно-изотермического потенциала при постоянных Т, Р ъ пространстве внутренних переменных с вытекающими из условия закрытости (и, может быть, заторможенности) ограничениями. В общем случае речь должна идти о единственности условного экстремума характеристической функции. Внутренними переменными могут быть концентрации химических форм в растворе и (или) параметры, поставленные в определенное соответствие реализующимся в рассматриваемом множестве растворов независимым стехиометрическим и (или) структурным связям. Эквивалентным изложенному выше является утверждение о строгой выпуклости изобарно-изотермического потенциала закрытой гомогенной системы для каждой выпуклой области пространства переменных типа координата независимой реакции . Опираясь на метод неопределенных множителей Лагранжа, можно сконструировать и функции, отнесенные к пространству с размерностью выше общего числа химических форм в растворе. Тогда следует говорить о седловых точках таких фуикций. Итак, к математическим конструкциям, предназначенным для формального решения задачи по отысканию единственного состояния равновесия (при определенных ограничениях) среди множества, охватывающего и неравновесные состояния, требование существования лишь одной особой точки (лишь одного особого решения и т. п.) следует предъявить как фундаментальное. Эти выражения принципа приводят к дополнительным ограничениям на возможный вид функций (10), (11), (19), (20) и (16). [c.25]

Правило фаз является следствием из второго закона термо ДИ-намики. В отличие от закрытых систем, обмениваюшихся с окру-жаюшей средой только теплом и работой, в открытых системах при химичесгсих реакциях или при переходе вещества из одной фазы в другую наряду с обменом теплотой (ЛЯ) и работой (—АО) происходит обмен веществом. Для учета изменения числа молей данного компонента I в системе Гиббс ввел понятие химического потенциала р, - [c.59]

Как будет показано ниже, продольная деформация мембраны может быть выбрана в качестве независимой переменной состояния для частично закрытой бислойной мембранной системы, что приводит к фундаментальному уравнению типа уравнения Шаттлворта, подобно тому, как это сделано в случае нерастворимых поверхностных пленок. С другой стороны, введение деформационно-зависимого химического потенциала для мембранообразующего липида в бислое позволяет почти полностью следовать гиббсовскому методу, приводящему к фундаментальным уравнениям гиббсовского типа. Полностью открытая бислойная мембрана может быть рассмотрена непосредственно в рамках гиббсовского метода. Ниже мы покажем, что открытые би-слойномембранные системы представляют также определенные преимущества для извлечения желаемой термодинамической информации о составе мембраны, энергии, энтропии и т. д. [c.318]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология