Методы термодинамики

Зависимость величины электродного потенциала от концентрации (активности) вещества в электролите, участвующем в электрохимической реакции, может быть установлена методами термодинамики. На электроде Me+jMe с равновесным потенциалом ф протекает электрохимическая реакция [c.544]

До конца 20-х годов в химической термодинамике наибольшее внимание исследователи уделяли изучению фазовых переходов и свойств растворов, а в отношении же химических реакций ограничивались преимущественно определениями их тепловых эффектов. В известной степени это объясняется тем, что именно указанные направления химической термодинамики стали первыми удовлетворять потребности производства. Практическое же использование методов термодинамики химических реакций для решения крупных промышленных проблем долгое время отставало от ее возможностей. Правда, еще в 70—80-х годах методы химической термодинамики были успешно применены для исследования доменного процесса. К 1914 году на основе термодинамического исследования Габер определил условия, необходимые для осуществления синтеза аммиака из азота и водорода, что привело в конечном результате к возможности промышленного получения в больших количествах аммиака, азотной кислоты, азотных удобрений, взрывчатых веществ и порохов из дешевых и широко доступных исходных материалов. В 20-х годах, лишь после того, как термодинамическое исследование реакции синтеза метанола из Н2 и СО дало возможность определить условия, при которых положение равновесия благоприятно для этого, синтеза, наконец была решена проблема создания производства метанола из дешевого сырья. Полученные результаты показали также, что проводившиеся ранее поиски более активных катализаторов не были успешными не из-за их малой активности, а вследствие недостаточно благоприятного положения равновесия в условиях, в которых пытались осуществить эту реакцию. Известны и другие примеры успешного применения методов термодинамики химических реакций для решения промышленных задач. Однако только с конца 20-х годов плодотворность применения этих методов исследования начинает получать все более широкое признание. [c.19]

Следует отметить, что фундаментальные гидродинамические аспекты этой проблемы успешно развиваются работами исследователей, которые широко привлекают методы термодинамики, физики, химии, а также современный аппарат математического описания сложных фильтрационных процессов. [c.5]

При всем различии методов термодинамики и статистической физики между этими разделами теоретической физики нет и не может быть непереходимой границы, так как измеримые свойства макроскопических систем и термодинамическое состояние этих систем закономерно связаны со свойствами отдельных молекул. Основные законы термодинамики, вытекающие нз опыта и обобщающие опыт, связываются со свойствами молекул методами статистической физики, соответствующий раздел которой называется статистической термодинамикой. В отличие от этой дисциплины термодинамика, построенная дедуктивно, исходя из основных законов термодинамики, которые рассматриваются как обобщение опыта, называется часто классической или феноменологической термодинамикой. В своих конкретных результатах эти два направления, естественно, согласуются. [c.28]

Исходя из определения идеальных растворов, данного выше, можно показать (методами термодинамики), что при образовании идеальных растворов из чистых жидких компонентов теплота не поглощается и не выделяется, а объем раствора равен сумме объемов жидких компонентов (при растворении нет сжатия или расширения). Иначе говоря, энтальпия Н и объем V идеальных растворов являются аддитивными свойствами [c.190]

Рассмотрено использование методов термодинамики для анализа механизма и кинетики реакций, тепловых режимов промышленных реакторов. [c.2]

Связь между термодинамическими свойствами и соотношением давление-объем—температура . В макроскопическом методе термодинамики применяется пять производных понятий. Уравнения, определяющие эти понятия, имеют вид [c.19]

Развитие термодинамики неорганических соединений шло в первую очередь в направлении исследования процессов цветной металлургии, хлорирующего обжига, металлотермии, металлургии титана, циркония и ряда более редких элементов. Вместе с тем методы термодинамики начинают использоваться и при изучении различных проблем геологии. Повышение интереса к химии высоких температур привело к усиленному изучению термодинамических свойств веществ при высоких и очень высоких температурах. [c.20]

Лыков А. В., Применение методов термодинамики необратимых процессов [c.542]

При исследовании физико-химических процессов методами термодинамики оказалось целесообразно разделить совершаемую системой работу на работу расширения и полезную работу [c.244]

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]

Методы термодинамики необратимых процессов [c.414]

В качестве примера применения методов термодинамики необратимых процессов рассмотрим перенос вещества через барьер. Пусть сосуд, содержащий некоторый газ, разделен перегородкой, поглощающей этот газ. При этом газ способен растворяться в этой перегородке. Будем поддерживать разность температур АТ по обе стороны перегородки. Следует выяснить величину Ар (разность давлений газа по обе стороны перегородки), вызванную наличием разности температур ДГ, и определить, в каких случаях Ар имеет место. [c.416]

Методы термодинамики необратимых процессов позволяют вывести уравнение (XIХ.4) без анализа механизма процесса. [c.417]

ПРЕДМЕТ И МЕТОД ТЕРМОДИНАМИКИ [c.11]

Проблемой, представлявшей в то время значительный интерес, было распределение энергии в спектре излучения в зависимости от длины волны и температуры. Здесь интересным является монохроматическая лучеиспускательная способность Ехд. к — излучаемая энергия, соответствующая интервалу длин волн от Я до к -Н ёХ. Прежде чем распределение энергии для абсолютно черного тела было изучено экспериментально, делались попытки теоретического расчета вида кривой распределения энергии в спектре излучения как функции длины волны. Желая найти выражение для монохроматической лучеиспускательной способности, Вин использовал классические методы термодинамики и получил уравнение [c.18]

Методы термодинамики используются в самых различных областях знаний. В зависимости от того, в какой области рассматриваются превращения энергии, различают общую, техническую и химическую термодинамику. Если законы общей термодинамики применяются к химическим реакциям, агрегатным превращениям и различным физикохимическим явлениям, то говорят о химической термодинамике. Эта наука вооружает нас методами предсказания устойчивости веществ в заданных условиях и способности нх реагировать в том или ином направлении она дает способы расчета тепловых эффектов и глубины [c.65]

Таким образом, анализ высокоэластической деформации полимеров методами термодинамики показывает, что основной причиной упругости и появления напряжения при деформации в эластомерах является стремление макромолекул перейти в наиболее вероятное состояние статистического клубка (максимум энтропии, минимум свободной энергии). Вклад внутренней энергии в общее напряжение невелик для реальных пространственных сеток, а в идеальных сетках отсутствует [c.116]

Для некоторой сложной кинетической схемы необходимо рассчитать зависимость от времени концентраций реактантов, участвующих в химических превращениях. Могут ли при этом быть полезными методы термодинамики неравновесных процессов Почему [c.110]

Классическая термодинамика изучает свойства только равновесных систем. Стационарные системы описываются методами термодинамики необратимых процессов. [c.11]

Заслугой Льюиса и его школы была детальная систематизация большого экспериментального материала термодинамики. На фоне принципиальных затруднений аналитического описания свойств реальных газов метод летучести Льюиса явился заметным шагом вперед. Конечно, в основе всех методов термодинамики лежат ее общие положения и никакие другие законы здесь не используются. [c.78]

Таким образом, реальные диаграммы состояния неидеальных жидких растворов весьма разнообразны. В этом обилии экспериментального материала методы термодинамики растворов позволяют усмотреть некоторые достаточно общие закономерности. К ним прежде всего относятся правила Коновалова и правила [c.114]

Объяснение того факта, что жидкости можно получать в переохлажденном состоянии, а твердые тела не удается перегреть, не относится к области термодинамики. Если бы удалось получить перегретый кристалл, то давление пара определялось бы совершенно аналогично. Из термодинамики вытекает, что если две фазы находятся в равновесии, а третья — более устойчивая— по каким-то причинам не возникла, то условия метастабиль-ного равновесия выражаются с помощью обычных соотношений термодинамики. Частичные, или метастабильные, равновесия широко распространены в природе, и к ним широко применяют методы термодинамики. [c.125]

Термодинамические свойства макроскопической системы можно вычислять пе только методами термодинамики, но и исходя из рассмотрения свойств молекул и законов их движения. Для этого используют методы статистической механики. Если известны свойства частиц и определены законы их движения, методами механики в принципе можно найти свойства любой совокупности молекул в любой момент времени. [c.187]

В общем случае скорости процессов не удается исследовать методами термодинамики. Здесь приходится обращаться к опыту или к статистической теории. Это является одной из причин, почему до сих пор не создано общей термодинамики необратимых процессов. Однако для некоторых явлений переноса получены достаточно убедительные ответы на все поставленные выше вопросы, что и позволило разработать современную линейную термоди- [c.282]

Роль первого постулата термодинамики необратимых процессов играет предположение о локальном равновесии во всех частях изучаемой системы. Согласно этому предположению неравновесную систему можно представить в виде совокупности макроскопически малых элементов объема, к каждому из которых допустимо применять обычные термодинамические методы — указать для них локальную температуру, давление, вычислить энтропию и т. п. Это позволяет задавать для неравновесной системы поле термодинамических интенсивных параметров (обобщенных сил) с указанием значений этих параметров в окрестностях каждой точки изучаемой системы. Неравновесность системы выражается в том, что в полях термодинамических обобщенных сил будут наблюдаться потоки соответствующих им координат состояний. Такие потоки описывают применяемыми в физике непрерывных сред дифференциальными уравнениями переноса. Это усложняет математическое описание неравновесной системы по сравнению с ее описанием в классической термодинамике. Однако общие методы термодинамики необратимых процессов можно проиллюстрировать на достаточно простых примерах, не усложняя разбор физического смысла проблемы сравнительно сложным аппаратом математической физики явлений переноса. [c.283]

Уравнения (IX.1) — (IX.4) являются естественными обобщениями математических методов термодинамики без изменения ее основных идей. Дифференцирование по времени термодинамических соотношений действительно дает возможность перейти от координаты Xh к потоку 4 и от некомпенсированной теплоты Клаузиуса dQ к производству энтропии Та. Однако при этом невозможно установить связь потоков / и обобщенных сил Х . С законами термодинамики совместимы любые кинетические уравнения, удовлетворяющие предельному условию //ь -> О при Xh Q. [c.288]

Изложенное показывает, что проблема растворов тесно связана с изучением их структуры дифракционными методами. Термодинамика определяет общую энергию связей, однако без структурных данных нельзя сказать, сколько этих связей и как прочна каждая из них. [c.277]

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]

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]

Применение методов термодинамики к изучению электрохимических реакций составляет особый раздел теоретической электрохимии. Термодинамическая обработка результатов электрохимических измерений имеет значение, выходящее за рамки чистой электрохимии, н в прошлом во многом способствовала развитию теории растворов электролитов, термохимии, аналитической химии и т. д. [c.62]

С тех пор в учебной литературе сложилась традиция ограничивать теорию растворов законами Вант-Гоффа, Рауля, Генри, теорией Аррениуса и другими вопросами, связанными с применением методов термодинамики. Эта традиция поддерживалась тем, что работы по теории растворов долгое время развивались преимущественно термодинамическими методами. Но начиная с 50-х годов положение изменилось. Постепенно ведущую роль стали играть спектроскопия, дифракционные методы, рассеяние света, радиоспектроскопия, акустическая спектроскопия. Резко расширились возможности изучения структуры жидких систем. Стали доступны исследованию новые, ранее неизвестные молекулярные процессы, в том числе даже такие, которые протекают в жидкостях в течение 10 °—с. Не так давно об этом можно было лишь мечтать. [c.5]

Для перехода от иь к ы следует определить изменение плотности при сгорании. Эту величину можно вычислить с большой точностью методами термодинамики (см. Приложения 2—4). При сгорании в свободно расширяющейся оболочке отношение ро/рь определяют экс-периме)Нтально, сопоставляя максимальный радиус сферы в конце сгорания, зафиксированный на пленке, с начальным радиусом оболочки. [c.19]

В настоящее время физическая химия представляет самостоятельную дисциплину со своими методами исследования и является теоретической базой прикладных химико-технологических дисциплии. Она основывается на применении методов термодинамики, молекулярно-кинетической теории и квантовой химии. [c.9]

Изучением законов равновесия и движения жидкостей занимается гидравлика, подразделяющаяся на гидростатику и гидродинамику. Гидравлика рассматривает главным образом так называемые капельные (несжимаемые) жидкости. Сильная сжимаемость газообразных веществ (которые поэтому иногда называются сжимаемыми жидкостями) вносит в их движение термодинамические факторы. Поэтому выводы гидравлики применимы к движению газов лищь в некоторых ограниченных пределах, например при малых изменениях давления или при изотермических процессах. Для характеристики движения газов при больщих перепадах давления (например, истечения газов через отверстия и насадки) приходится пользоваться методами термодинамики. [c.98]

Следует отметить, что исследование и описание осциллирующих гомогенных и гетерогенных кинетических реакций до сих пор опираются в основном лищь на прямой анализ кинетических схем. При этом обнаружено, что некоторые явления поддаются удовлетворительному кинетическому моделированию лишь при использовании специальных математических методов типа метода Мон-те-Карло. Методы термодинамики неравновесных процессов пока используются явно недостаточно. [c.393]

Если говорить о дальнейшем развитии наших представлений в области строения двойного электрического слоя, то следует указать, что после теорий Гуи и Штерна, каких-либо общих теорий подобного масштаба не появлялось, хотя и были попытки построения отдельных аспектов теории двойного слоя с использованием методов термодинамики необрати-мых процессов и статистики. Предлагались некоторые уточнения картины строения двойного слоя, представленной Штерном. Так, например, Грэм предложил провести подразделе- ние внутренней части двойного слоя для слу- чая, когда имеет место специфическая адсорб- ция наряду с адсорбцией ионов за счет электростатических сил. Такое подразделение приводит к тому, что выделяется отдельно плоскость, проходящая через центры специфически адсорбированных ионов, со значением потенциала и плоскость, проходящая через центры неспецифически адсорбированных ионов, со значением потенциала г зв. Это позволяет уточнить величину поправки на объем ионов, входящих в двойной слой, что не учитывалось классическими теориями. Схема строения двойного электрического слоя, согласно Штерну и Грэму, а именно, его внутренней части (гельмгольцевский слой), приведена на рис. 23. [c.45]

Данный пример приведен с целью дать представление о том, какого рода информацию можно получить методами термодинамики неравновесных процессов. Хотя эти методы и недостаточны для расчетов термодинамических коэффициентов, они дают возможность установить связь между явлениями, кажущимися вполне независимыми. Мы ограничимся указанием на существование значительного числа других эффектов, таких как открытые Зеебеком и Пельтье, а также термоосмотический и термомеханический эффекты, эффект Кнудсена и другие, которые рассматриваются методами неравновесной термодинамики. [c.333]

Когда применение методов термодинамики неравновесных процессов (т.е. кинетико-термодинамического анализа) является более предпочтительным, чем применение методов традиционного чисто кинетического описания Почему [c.109]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология