Глава I. Основные законы термодинамики

ГЛАВА I. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ [c.6]

Химическая термодинамика, основные законы которой рассмотрены в предыдущей главе, изучает возможность, направление и пределы самопроизвольного течения химических процессов. Однако механизм и скорость процесса в химической термодинамике не рассматриваются. В то же время представление о скоростях химических реакций и факторах, влияющих на скорость [c.107]

При классической формулировке основных законов термодинамики понятия температуры и теплоты берутся из непосредственного жизненного опыта и подробно не анализируются. Возможность их измерения предполагается априори. Более подробное обсуждение понятия температуры и теплоты будет дано в разд. Б данной главы. [c.17]

В предыдущих главах при изложении термодинамики всегда рассматривался ансамбль многих молекул, т. е. была принята макроскопическая точка зрения. В основу изучения систем были положены основные законы термодинамики, которые характеризуют энергетический баланс (I закон) и определяют направление протекания химической реакции (П закон). Существенное значение имели и представления о функциях состояния системы. Воз-, никает вопрос как термодинамические функции состояния связаны с энерге- [c.290]

Принцип эквивалентности является вторым основным законом термодинамики. В главе УП из этого принципа будут сделаны важные выводы. [c.112]

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]

В предыдущих главах были рассмотрены равновесные состояния процессов внутри электролитов с участием ионов (электролитическая диссоциация, гидролиз, сольватация и т. д.) и процессов на электродах (электрохимические реакции и характеризующие их параметры— обратимые электродные потенциалы). Эти состояния не зависят от времени, к ним применимы оба основных закона термодинамики. Поэтому соответствующие закономерности называются термодинамическими, а раздел электрохимии, посвященный им, — термодинамикой электрохимических процессов. Для электродных процессов равновесие характеризуется отсутствием электрического тока. [c.572]

Первое издание этой книги вышло в 1974 г. Во втором издании по сравнению с первым дано более современное изложение основных законов термодинамики. Так, первый закон применяется в самом начале к многокомпонентным системам, для чего вводится химическая переменная. Некоторые методические изменения введены также в изложение второго закона и его применения. Более подробно рассмотрены фазовые переходы второго рода. В соответствии с пожеланиями несколько расширена и дополнена выкладками последняя глава — о применении термодинамики к неравновесным процессам. [c.4]

В первых двух главах дано сжатое изложение законов термодинамики и основных термодинамических соотношений. Их выбор в известной степени является дискуссионным. В свое время акад. А. Н. Крылов отмечал, что в математике есть разделы, применять которые инженеру приходится ежедневно, есть разделы, требующиеся раз в месяц или раз в год, и есть разделы, применять которые придется один-два раза в жизни. Такая характеристика разделов науки в большей или меньшей степени относится не только к математике. В этой связи можно сказать, что в гл. II в качестве основных приведены термодинамические соотношения, требующиеся, в большинстве своем, повседневно, хотя, конечно, такой подход несколько субъективен. Последующие главы посвящены рассмотрению парциальных молярных свойств растворов, их расчету, выяснению физического смысла [c.3]

Термодинамика как научная дисциплина сложилась в начале XIX в. на основании данных по изучению перехода теплоты в механическую работу (с греческого Легте и dynamis — теплота и движение). В настоящее время термодинамика как одна из дисциплин с наиболее общим подходом в характеристике физико-химических явлений, устанавливает взаимосвязь между различными видами энергии, изучает возможность, направленность и пределы самопроизвольно текущих процессов. Раздел этой науки, изучающий химические реакции, фазовые переходы (кристаллизация, растворение, испарение), адсорбцию, взаимосвязь химической и других видов энергии, а также переход энергии от одной части системы к другой в различных химических процессах называется химической термодинамикой. Изучение происходящих в природе явлений с позиций термодинамики не требует знания причин и механизмов идущих процессов, представлений о строении вещества и т. п. Теоретическо базой этого раздела физической химии являются основные законы — первое и второе начало термодинамики. Первое начало, характеризующее общий запас энергии в изолированной системе, носит всеобщий характер и является отражением закона сохранения энергии второй закон термодинамики устанавливает понятие энтропии и выполняется при определенных ограничениях. В настоящей главе представляется возможным только кратко остановиться на основных положениях. [c.10]

Опираясь на законы термодинамики и аппарат высшей математики, можно получить, как показывают подсчеты, сотни тысяч различных термодинамических соотношений. Их практическая ценность и теоретическое значение, разумеется, будут существенно разными. В настоящей главе кратко рассмотрены лишь основные, наиболее важные соотношения, которые относительно чаще, чем другие, используются при термодинамическом исследовании процессов в растворе. [c.28]

Учение о химическом равновесии, некоторые положения которого были изложены в предыдущей главе, являются составной частью термодинамики. В настоящее время наряду с термодинамикой равновесных систем успешно развивается термодинамика необратимых процессов, приобретаю/цая большое значение в самых различных областях науки и техники, в частности при изучении биологических процессов. Химическая термодинамика—один из разделов термодинамики равновесных систем — вскрывает основные законы энергетики химического равновесия. [c.60]

В предыдущих главах изложены основные принципы вывода различных термодинамических соотношений из уравнений первого и второго законов термодинамики. Целесообразность применения таких соотношений в каждом конкретном случае должна рассматриваться специально. В настоящей главе обсуждается использование некоторых зависимостей, представляющих, по мнению автора, наибольший интерес. Приложение термодинамики многокомпонентных систем к реальным процессам требует распространения сформулированных ранее принципов на многокомпонентные системы. Основное внимание уделяется методам обработки бинарных систем, но рассматриваются также и более общие зависимости. [c.203]

Затем следуют более сложные по своему характеру главы о неидеальных растворах, об электрохимических системах и о графическом изображении химических равновесий. Глава 11, посвященная законам термодинамики, предназначена для подготовки читателя к изучению курса термодинамики более углубленного типа и в то же время содержит выводы почти всех основных уравнений, применявшихся в предшествующих главах. Последняя глава книги знакомит с методами определения свободной энергии. [c.11]

Как все фундаментальные законы науки, основные постулаты термодинамики являются широкими обобщениями, сделанными на основании опыта и наблюдений. Экспериментальным подтверждением правильности этих законов является точность, с которой выведенные из них соотношения описывают наблюдаемое поведение вещества. Такие фундаментальные законы науки в зависимости от предполагаемого их использования всегда могут быть сформулированы различными способами. Наиболее удобная формулировка основных постулатов термодинамики для специальных целей дается в следующих разделах настоящей главы. Другие возможные формулировки можно найти во всех учебниках, в которых даются также общепринятые и более полные определения. [c.10]

Бесспорно, план настоящей книги является своеобразным, по крайней мере в некоторых отношениях. Первые две главы посвящены развитию основных концепций и особенно идей, лежащих в основе двух великих законов термодинамики. Это сделано намеренно с минимальным использованием математики. После того, как эти концепции освещены, к их развитию привлекается математика — такой метод принят в гл. III. Первая математическая обработка ограничивается очень простыми типами систем. Следующей логической ступенью являете распространение выводов на более сложные системы, чему и посвящена гл. IV. Идея, лежащая в основе этой главы, представляет развитие с помощью вычислений концепций двух законов в общие уравнения состояния, из которых при особых условиях почти автома-. тически получаются многие специальные уравнения. Эти уравнений [c.37]

Законы термодинамики, которые обсуждались в гл. 4, позволяют определить равновесное состояние химически реагирующей системы. Если предположить, что химические реакции протекают достаточно быстро по сравнению с другими процессами, такими как диффузия, теплопроводность, и, собственно, самим потоком, термодинамика позволяет описать систему локально (см. 13.1). Однако в большинстве случаев химические реакции протекают за времена, сравнимые с характерными временами потока и процессов молекулярного переноса. Поэтому необходима информация о скоростях химических реакций, т.е. информация, которую предоставляет химическая кинетика. Таким образом, необходимо обсудить основные законы химической кинетики, которые основаны на макроскопических наблюдениях. В настоящей главе будет показано, что эти макроскопические законы скоростей химических реакций являются следствием микроскопических явлений, связанных со столкновениями между молекулами и атомами. [c.82]

Также не рассматриваются и явления, связанные в первую очередь с кинетикой реакций, а не с равновесными состояниями. Поскольку нас интересуют в первую очередь состояния систем при равновесии, большое внимание было уделено вычислению энергий различных систем в разнообразных условиях. В последней главе, посвященной водным растворам, рассматривается также и энтропия. Однако в предшествующих главах вычисление энтропий не представлялось существенным и опущено для сохранения возможно более элементарного изложения, для чего исключены из книги подробности, связанные с применением второго закона термодинамики. Таким образом, основное внимание уделяется в книге энергетическим соотношениям. [c.11]

ГЛАВА ВТОРАЯ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ И УРАВНЕНИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ [c.36]

В начале каждой главы дано краткое теоретическое введение, в котором рассмотрены основные формулы, необходимые для решения задач. Это введение дается только для того, чтобы напомнить основные закономерности, которые используются при решении задач, и никак не может заменить учебник по химической термодинамике. В кажд(зй главе приведен ряд примеров с подробными решениями для того, чтобы научить применять термодинамические законы и формулы к решению конкретных задач. Затем предложены задачи для самостоятельного решения. [c.3]

Как отмечалось в предисловии, термодинамика необратимых процессов создана на базе классической термодинамики и вместе с ней образует единое учение о свойствах материальных объектов, проявляющихся при взаимодействиях последних друг с другом. В настоящей главе изложены основные принципы этого учения, называемого термодинамикой или, точнее, феноменологической термодинамикой. Последний термин используют обычно с целью подчеркнуть, что речь идет о науке, опирающейся исключительно на явления, данные нам в опыте. Необходимость в таком уточнении обусловлена главным образом возникновением статистической термодинамики (как классической, так и неравновесной), которая ставит перед собой задачу обоснования термодинамических уравнений с помощью модельных атомно-молекулярных представлений о строении материальных объектов, опираясь при этом на законы движения отдельных частиц и принципы теории вероятностей (см. например, книги [16, 17]). [c.8]

В первой главе обсуждаются вопросы, связанные с конформацией мономерных звеньев и размерами макромолекул. Вторая глава посвящена гидродинамике разбавленных растворов приводятся соотношения для коэффициентов поступательной и вращательной подвижности для гауссовых и негауссовых цепей. В третьей главе излагаются основные положения формализованной термодинамики растворов Флори-Хаггинса и современное состояние термодинамики на основе закона соответствующих состояний. В четвертой главе даются теоретические основы и методические указания по [c.4]

Можно рассматривать теорему Онзагера как новый иринции термодинамики и принять ее за аксиому, как это делается с основными законами термодинамики. При таком условии можно пропустить главу II и непо- [c.22]

Термодинамика в широком смысле слова имеет дело 1) с энергией и ее превращ,ениями и 2) с процессами и состояниями равновесия в системах, в которых имеют место тепловые эффекты. Чистая термодинамика базируется на двух основных законах, которые выведены и всесторонне испытаны во второй половине XIX в. Третий закон установлен уже в текущем столетии несмотря на присущий ему характер основного закона, его применение значительно более ограничено, чем применение двух других законов. Третий закон находит главное приложение в области химического равновесия и будет особо рассматриваться в главе, посвященной этому вопросу. Здесь же достаточно отметить, что тогда как первый и второй законы приводят к определению функций, третий закон в сущности просто ограничивает значение одной из них (энтропии). [c.45]

Гиббсовский грандиозный синтез достижений в общей термодинамике его великих предшественников и современников имел три основные черты. Во-первых, от Гаусса [2 Г Гиббс взял вариационный принцип, который он использовал для установления распределения и устойчивости жидких тел и поверхностей во внешних полях. (Неявно он признает это влияние в последней главе своей монографии Основные принципы статистической механики [3], где дает большой потенциал й в обозначениях Гаусса.) Гиббс освободил принцип Гаусса от модельных представлений. Во-вторых, Гиббс обнаружил, что использование первого и второго законов термодинамики (которые он цитирует в краткой форме, данной Клаузисом [4]) придает вариационному принципу солидную термодинамическую основу. В-третьих, он оценил важность как интенсивных переменных (таких, как химический потенциал), так и экстенсивных переменных для характеристики состояния вещества в объеме и в межфазных областях. [c.64]

Уделяя много внимания рассмотрению конкретных задач физической химии, автор не всегда строго подходит к отбору иллюстративного опытного материала. В ряде глав имеет место перегруженность деталями и сведениями, не столь уж нужными для понимания основной мысли автора. Это порой делает курс очень похожим на специальную монографию. Распределение материала по различным разделам весьма неравномерно, и его трудно признать вполне удачным. Так, например, положив в основу статистический метод ртзложеиия, Мелвин-Хьюз, с нашей точки зрения, впал в другую крайность — изложение классической термодинамики получилось слишком схематичным. В посвященной термодинамике главе не столько рассматриваются основы химической термодинамики, сколько просто перечисляются формулы и соотношения, в ней используемые. Так, второму закону термодинамики в ней отведена всего одна страница, и закон, по существу, не обсуж- [c.6]

Согласно законам термодинамики и статистической термодинамики, безразлично, происходит ли сорбция на поверхности твердого тела или в объеме. Сорбция в объеме характерна для образования соединений включения. Простейшим примером образования последних могут служить соединения включения Р-гидрохинона, в котором имеются полости только одного вида, причем они так малы, что в них может разместиться только по одной молекупе- гостю . Простейшими системами этого типа являются также и гидраты газов, в которых, как уже было указано, имеются два вида полостей, причем полости каждого из видов таковы, что в каждой из них может разместиться только одна молекула- гость . Однако эти полости настолько различаются по вместимости, что возникает система (структуры типа И) в которой только большие из полостей являются достаточно большими, чтобы вместить определенные молекулы- гости (например, СНС1д) в этом случае возникает та же система, что и в случае р-гидрохинона (см. главу седьмую, раздел IV), Системы, в которых полости и ленгмюровские сорбционные места идентифицированы, легче всего объяснить теоретически, и значительный успех достигнут в описании и попимании этих структур как твердых растворов [69, 205, 259]. Для этих структур при наличии лишь одной молекулы- гостя в решетке, имеющей два вида полостей, можно записать следующие основные уравнения [c.368]

Главы 1—6, в которых дается краткий обзор условий и возможных путей биопоэза, следует считать вводными. Особенно кратко — лишь для освежения уже имеющихся у читателя знаний —изложены параграфы об энергии и энтропии. Конечно, здесь я не мог заниматься выводом законов термодинамики. Глава 22, в которой говорится о многоклеточных организмах, как и главы 23—25, где изложены в основном доказательства по индукции , являются дополнительными. Во всех вспомогательных главах число ссылок на литературу сведено к минимуму и приведены лишь ссылки, необходимые для того, чтобы читатель мог найти подробные работы по этим темам. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология