ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Понятие химической термодинамики

Основные научные исследования относятся к химической термодинамике и кинетике. Открыл (1881— 1884) законы, устанавливающие зависимость относительного состава компонентов в газовой и жидкой фазах растворов от давления пара и температуры кипения двойных жидких систем (законы Коновалова). Создал (1886) основы теории перегонки жидких смесей. Развил (1900) представления о критическом состоянии в системах жидкость — жидкость, указав области гомогенности и расслоения. Экспериментально обосновал (1886— 1900) идеи о химической природе растворов. Детально исследовал гетерогенные каталитические процессы, впервые ввел (1885) понятие активной поверхности, имеющее важное значение в теории гетерогенного катализа, и указал на роль химического взаимодействия реагентов с катализатором при активации молекул. Сформулировал (1886—1888) представления об автокатализе и на год ранее В. Ф. Оствальда вывел (1887) формулу для определения скорости автокаталитических реакций (уравнение Оствальда — Коновалова). [c.251]

ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ 1.1. Основы понятия химической термодинамики [c.13]

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]

Учение о строении вещества излагается на основе представлений квантовой химии. При изучении теории химических процессов широко используются понятия химической термодинамики, в частности решение вопроса [c.5]

Около половины столетия потребовалось, чтобы распространить понятие энергии и сформировать принцип ее сохранения на тепловые и другие физические явления. Клаузиус завершил создание современной феноменологической термодинамики. До настоящего времени эта наука является основой химической термодинамики и химической кинетики. В свою очередь, эти области науки являются общепринятыми основаниями для описания и понимания биохимических процессов. [c.58]

Предлагаемое читателю учебное пособие представляет собой синтез учебника и задачника. Основы химической термодинамики изложены в данной книге так, что многие важные следствия, вытекающие из наиболее общих положений, читатель должен вывести самостоятельно, т. е. усвоение термодинамических понятий на всем протяжении курса будет творческим. При этом учащийся как бы заново разрабатывает предмет для себя. В тексте книги имеется около 50 контрольных вопросов, к каждому нз которых приведено несколько ответов. Неверные ответы на вопросы сопровождаются разбором наиболее типичных ошибок и дополнительными разъяснениями, которые не дают, однако, окончательных ответов, т. е. не освобождают читателя от необходимости творческого применения полученных знаний. [c.7]

Первая часть посвящена термодинамике, вторая—статистической механике, третья — учению о скоростях химических процессов, непосредственно опирающемуся на статистическую механику. В четвертой части освещены основы и физико-химические применения учения о строении атома и молекулы. Однако уже в первой части при изложении физического смысла основных понятий и законов используются молекулярные представления. [c.9]

Книга представляет собой программированное учебное пособие по химической термодинамике. В ней в доступной форме изложены основы этой науки и методология термодинамического анализа различных процессов, в первую очередь химических и фазовых равновесий. Особое внимание уделено разъяснению физического смысла понятий, которыми оперирует эта дисциплина, и их правильному практическому использованию. Книга снабжена значительным числом контрольных вопросов (примеров, задач) с запрограммированными вариантами ответов и соответствующими дополнительными разъяснениями, что способствует усвоению материала. [c.303]

В первой главе даются общие понятия о типах химических связей, основные представления о механизме ферментативных реакций и их общие схемы. На основе законов термодинамики и химической кинетики кратко изложена теория активации молекул, кинетика ферментативного процесса и влияние температуры и реакции среды на биокаталитические процессы. [c.3]

Учебное пособие посвящено изложению трех основных разделов физической химии — строения вещества, химической термодинамики и химической кинетики — необходимых для осмысленного восприятия неорганической, органической и аналитической химии. Оно составлено на основе курса лекций, читаемого авторами на протяжении ряда лет студентам первого курса факультета естественных наук Новосибирского государственного университета, специализирующимся по химии и биологии. Главная особенность этого учебного пособия, отличающая его от многочисленных курсов физической химии, состоит в том, что оно написано для студентов первого курса. Поэтому изложение основных идей и понятий физической химии опирается на знания в объеме школьных программ по химии, физике и математике. [c.3]

Научной основой теории процессов перегонки и ректификации является учение о термодинамическом равновесии. Основные понятия и положения этого учения излагаются Б курсах физической химии и химической термодинамики с общей точки зрения, не имеющей в виду специального развития вопросов, непосредственно относящихся к этим частным процессам. [c.7]

В химической термодинамике одну из важнейших величин представляет внутренняя энергия U рассматриваемой системы. Эта величина является параметром состояния. Термодинамически она строго определяется на основе первого закона (см. 68). Физиче-ски же этим термином обозначается величина, которая характеризует общий запас энергии системы, включая сюда энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию внутри молекулярного колебательного движения атомов и атомных групп, составляющих молекулы, энергию вращения электронов в атомах, энергию, заключающуюся в ядрах атомов, и другие виды энергии, но без учета кинетической энергии тела в целом и его потенциальной энергии положения. В настоящее время еще не имеется возможности определить абсолютную величину внутренней энергии какой-нибудь системы, но большей частью можно измерить изменение энергий Ai/, происходящее в том или ином процессе, что оказывается уже достаточным для успешного применения этого понятия в термодинамике. Величина Ai/ считается положительной, когда в рассматриваемом процессе внутренняя энергия системы возрастает. [c.178]

С 1873 г. появляются работы американского физико-химика Д. В. Гиббса. Он ввел понятие о свободной энергии системы и о термодинамических потенциалах заложил прочные основы химической термодинамики, ввел понятие о химической энергии и [c.5]

Теперь, пользуясь установленными понятиями, перейдем к рассмотрению принципа, или, вернее, двух тесно связанных друг с другом принципов, сыгравших довольно большую роль в историческом развитии химической термодинамики и являющихся, как будет показано в одной из следующих глав, более рациональной основой теории потенциалов, чем постулаты Гиббса. Я имею в виду принцип максимальной работы и близкий к нему по содержанию принцип положительной работы. Подготовительной ступенью к ним исторически послужил принцип Бертело, согласно которому самопроизвольными процессами являются процессы экзотермические и согласно которому тенденция к осуществлению данного процесса в системе тем более велика, чем больше количество выделяемого в процессе тепла. [c.100]

В гл. 1 (табл. 1.3) мы рассмотрели различные виды энергии. Некоторые из них, например тепловая энергия, вполне привычны для нас. Другие, такие, как поверхностная или химическая энергия, слабо ассоциируются с нашим повседневны.м опытом и поэтому кажутся более трудными для понимания. В этой главе мы сосредоточим внимание на химической энергии систе.м — понятии, лежащем в основе химической термодинамики. Процессы жизнедеятельности регулируются за счет полезной работы, которая может быть получена при специфическом соединении химических реагентов. Биохимические аспекты термодинамики имеют непосредственное отношение к быстро развивающемуся научному направлению, называемому молекулярной биологией. [c.125]

Макроскопические тела и взаимодействия между ними весьма многообразны, вследствие чего область приложения общих основ термодинамики чрезвычайно обширна и разнородна. Это привело к формированию специальных разделов термодинамики, ограниченных более узкими рамками. В зависимости от практического значения величин, определяющих изменение состояния рассматриваемых макроскопических тел, а также в зависимости от их природы и характера взаимодействия с окружающими телами термодинамика подразделяется на техническую, химическую, биологическую, термодинамику кристаллов, жидкостей, газов, растворов, полимеров, излучения, плазмы, термодинамику особых видов и состояний вещества (сегнетоэлектриков, пара- и ферромагнетиков, сверхпроводников), термодинамику отдельных видов явлений (магнитных, электрических, поверхностных) и другие специализированные разделы. В основании каждого из них лежит ряд общих понятий и положений, составляющих общие основы термодинамики, но вместе с тем в них разрабатываются специфические методы и понятия, связанные с особенностями рассматриваемых видов макроскопических тел и решаемых практических задач. [c.7]

Анализ парагенезисов основан на применении к минеральным образованиям учения о термодинамическом равновесии. Поэтому нам необходимо остановиться на основных понятиях термодинамики и на выводе главных формул. В основу этого изложения положен метод В. Гиббса (1950), отличающийся исключительной логической стройностью. Одна из трудностей этого метода для геологов заключается в широком применении понятия химического потенциала компонента, которое не обладает такой наглядностью, как, например, понятие о концентрации компонента в растворе. Тем не менее, при общем обсуждении вопросов химической термодинамики обойтись без понятия о химических потенциалах невозможно, и поэтому каждому геологу, занимающемуся проблемами минералообразования, необходимо это понятие хорошо усвоить. [c.7]

В-третьих, на примере понятия компонента. Ключом к определению этого понятия как одного из фундаментальных понятий современной химической термодинамики служит своеобразный возврат к первоначальным идеям Дальтона о независимости поведения газов в смеси, которые лежали в основе физической атомистики. [c.8]

Спустя десять лет, в 1875 г., Гиббс (1839—1903) положил эти формулировки в основу своей знаменитой статьи О равновесии гетерогенных веществ [2]. Здесь Гиббс, исходя из первого и второго законов термодинамики, дает наиболее общую формулировку условий равновесия для гетерогенных систем и впервые вводит понятие химического потенциала. [c.203]

Мультиферментный комплекс, осуществляющий перенос электронов, является удобной моделью для анализа различных понятий феноменологической термодинамики. Ввиду линейности кинетических уравнений можно детально проанализировать вопрос о существовании химического потенциала в неравновесных условиях, об экстремальности термодинамических потенциалов и о релаксации к стационарному состоянию и др. Оказывается, что во всех этих вопросах основную роль играет принцип детального рав-новесия. По существу, в данной главе рассмотрены условия, когда марковская цель с конечным числом состояний обладает термодинамическим поведением. Па основе принципа детального равновесия можно относительно просто вычислить вероятности различных состояний комплекса, что, по-видимому, является одним из наиболее эффективных применений этого принципа. Это связано с существованием в рассматриваемом случае функции состояния — энергии комплекса. Следует, однако, иметь в виду, что на самом деле введенные величины энергий различных состояний комплекса не являются постоянными, а зависят (в ряде случаев) от концентрации субстратов. [c.147]

Научной основой теории процессов перегонки и ректификации является учение о термодинамическом равновесии. Основные понятия и положения этого учения излагаются Б курсах физической химии и химической термодинамики с общей точки зрения, не имеющей в виду специального развития вопросов, непосредственно относящихся к этим частным процессам. Поэтому ввиду особой важности учения о равновесии имеет смысл привести изложение основных понятий этой теории и тех ее выводов, которые имеют важное значение для развития научных основ теории процессов перегонки и ректификации. [c.7]

На основе исследований Р. Майера (1842), Д. Джоуля (1843) и Г. Гельмгольца (1847 г.) была установлена эквивалентность теплоты и различных видов работ, что позволило сформулировать 1-й закон термодинамики. Этому же способствовал закон Г. И. Гесса о тепловых эффектах химических процессов (1738 г.). В 1850 г. Р. Клаузиус обосновал существование внутренней энергии и независимо от В. Томсона (1848 г.) сформулировал 2-ой закон термодинамики. В. Томсон (лорд Кельвин) вводит понятие абсолютной температуры, а Клаузиус на основе [c.14]

Строение вещества рассматривается иа основе представлений квантовой химии. Прн изложении теории химических процессов широко используются понятия химической термодинамики, в частности детально рассмотрено значение величин АС°, ЛЯ° и Л5° для решения вопроса о направлении протекания химических процессов. В третьей, части систематически представлена химия. элементов. При этом главное внимание уделено соединениям, имеющим значительное практ1 ческое применение, знание свойств которых необходимо хпмику-технологу. Сведения о других соединениях, а также о физико-химнческн с свойствах веществ сосредоточены в основнбмм в дополнениях к разделам. В начале разделов указаны характерные степени окисления рассматриваемых элементов и. их важнейшие соединения, па которые следует обратить особое внимание. [c.5]

Специфика химической кинетики состоит в том, что элементарные процессы, лежащие в основе сдожного процесса, сопровождаются разнообразными сопутствующими явлениями (неизотермичность, неравновесность, перенос тепла и массы и т. д.), что приводит к тому, что химическая кинетика как научная дисциплина в сущности являет собой комплекс взаимосвязанных проблем на стыке термодинамики, квантовой химии (или кинетики элементарных реакций), газодинамики, статистической физики и классической механики. В связи с этим и само понятие химическая кинетика часто определяют по-разному. В самом узком смысле слова — это учение о механизме сложного процесса и его особенностях. В несколько более широком смысле — это учение об общих закономерностях любых процессов, связанных с изменением химического состава реагирующей системы независимо от причин, вызывающих это изменение,— радиоактивный распад, некоторые биологические задачи и т. д. (В атом случае для описания явлений, не связанных с изменением химиче- [c.3]

В учебнике изложены три основных раздела физической химии— строение вещества, химическая термодинамика и химическая кинетика, необходимые для осмысленного восприятия неорганической, органической и аналитической химии. Он составлен на основе курса лекций, читаемого авторами на протяжении ряда лет студентам факультета естественных наук Новосибирского университета, специализирующимся по химии и биологии. Главная особенность данного учебника, отличающая 6Р0-0Т других существующих курсов физической химии, состоит в том, что он предназначен для студентов перЙ огр курса. Поэтому изложение основных идей и понятий физичe к6й xимии опирается на знания в объеме школьных программ по химии,-физике и математике. [c.3]

В книге рассмотрены основные понятия, законы и уравнения тер-модинайики и их приложение к анализу систем с фазовыми и химическими превращениями. Рассмотрены основы термодинамики растворов и элементы кинетики химических реакций. Приведены примеры с решениями, иллюстрирующие применение полученных зависимостей. В приложениях даны таблицы для необходимых расчетов величин. [c.2]

А. И. Русанов, Ф. М. Куни, Е. Д. Шукин и П. А. Ребиндер [155—157] рассмотрели термодинамику дисперсных систем на основе двух подходов — квазихимического, оперирующего понятием химического потенциала частицы дисперсной фазы, и фазового, использующего понятие поверхностного натяжения. Они показали, что в зависимости от внешних условий и специфики системы могут встречаться состояния как устойчивого, так и неустойчивого равновесия монодисперсных систем. Однозначного решения не получено. 1 [c.23]

В 1869 г. Ф. Массье вводит представление о характеристических функциях, а Дж. В. Гиббс в 1875 г. развивает термодинамику химических неоднородных систем на основе понятия о химическом потенциале и вводит в термодинамику новую функцию— свободную энтальпию (или энергию Гиббса по современной терминологии). Гиббс вводит в термодинамику метод термодинамических функций, позволяющих составлять любые термодинамические уравнения, которые ранее выводили методом термодинамических циклов. Этот метод был более удобным, простым при составлении термодинамических уравнений для изучаемого процесса, но он менее наглядный по сравнению с методом термодинамических циклов. В 1882 г. Г. Гельмгольц открывает термодинамическую функцию — свободную энергию, которую по современной терминологии вызывают энергией Гельмгольца—А. Он же вывел уравнение зависимости А=А Т), которое получило название уравнения Гиббса—Гельмгольца. [c.14]

Понятие энтропии лежит в основе второго начала термодинамики, которое часто называют также законом энтропии. Существует много формулировок этого закона — в зависимости от той области, где его применяют (механика, теплотехника, электродинамика, химия и др.). Одна из важнейших ( юрмулировок для химической термодинамики в изолированных термодинамических системах самопроизвольно могут протекать только такие процессы (в том числе и химические реакции), при которых энтропия системы возрастает. [c.169]

Основой термодинамики крашения служит понятие о химическом потенциале красителя в обеих фазах в красильной ванне (водном растворе) я в волокне. Аналогично температурному и электрическому потенциалу вещества химиче1ский потенциал красителя является мерой тенденции этого соединения покидать соответствующую фазу. Определенный термодинамически химический потенциал (ц) представляет собой изменение свободной энергии (С) на моль красителя при добавлении небольшого количества красителя (o ) к соответствующей фазе, в которой уже содержится п молей красителя (4). Все другие паоз- [c.311]

Тем ие менее на тепловых ощущениях можно построить количественную термометрическую шкалу. И сделал это Томсон (лорд Кельвин) — ученый, именем которого назва1Ш самая распространенная в современных физических измерениях температурная шкала. Приведем отрывок из его великолепной работы 1878 года (Щ1тнруется по книге И. Р, Крнчевского Понятия и основы термодинамики . Государственное научно-техническое издательство химической литературы, Москва, 1962 г.). [c.36]

Основы химической те]змоданамики. Основные понятия и первый закон 1 ер м о динамики. Термо.химия. Второй закон термодинамики. Термодинамические потеш(иалы и харакзерисзические функции. Движущие силы процессов. Вычисление критерия самопроизвольности процессов и равновесие системы. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология