Состояние термодинамическое

Кроме тех свойств энтропии, о которых говорилось, она является критерием возможности и направления процессов, а также состояния термодинамического равновесия в изолированных или адиабатно-изолированных системах. Если в изолированной системе протекает самопроизвольный необратимый процесс, то, как следует из (II, 104), энтропия возрастает. Условие (II, 104) является условием осуществимости данного процесса в изолировашюй системе. Процессы, для которых энтропия у.мепьшаегся, т. е, Д5<0, неосуществимы в изолированных системах. Если процесс возможен в прямом и обратном направлениях, то в изолированной системе он будет протекать в том направлении, которое сопровождается увеличением эптропни. При протекании процессов в изолированной системе энтропия ее увеличивается и одновременно система приближается к состоянию равновесия. Когда система достигнет состояния равновесия, то все процессы прекратятся, и энтропия будет [c.115]

До сих пор рассматривались состояния термодинамического или механического равновесия системы мениск — пленка. При движении капель или менисков распределение давлений в переходной зоне и пленке меняется, что приводит к изменению также и поверхности мениска. Если теперь продолжить невозмущенный профиль мениска до пересечения с подложкой, то определенное этим формальным методом значение краевого угла обнаруживает зависимость от скорости V смещения периметра смачивания. Динамические краевые углы 0а начинают отличаться от статических 0о и превышать их при и>10 см/с. Теория динамических краевых углов развита пока только для случая полного смачивания, когда мениск наступает с постоянной скоростью на равновесную смачивающую пленку. Решение удается получить численными методами на основе уравнения (13.1) [564]. Полагая, что условие пологости профиля переходной зоны сохраняется и при течении, из (13.1) можно получить следующее выражение для градиента давления в направлении течения [c.221]

Наиболее важный класс глобулярных белков образуют биологические катализаторы, ферменты. Они характеризуются каталитическим механизмом, позволяющим им ускорять достижение конкретной реакцией состояния термодинамического равновесия, а также специфичность к субстрату, благодаря которой они способны делать выбор между потенциальными молекулами субстратов, воздействуя на одни из них и отказываясь воздействовать на другие. Участок поверхности фермента, на котором происходит катализ, называется активным центром. Механизм катализа может осуществляться при помощи заряженных групп, доноров и акцепторов электрона или протона, а также при помощи атомов металла в активном центре фермента. Избирательность ферментов обусловливается формой их поверхности и характером взаимодействия с субстратом, например водородной связью, электростатическим взаимодействием или гидрофобным притяжением. Фермент и его субстрат соответствуют друг другу по форме и размеру, как ключ и замок. [c.339]

Аналитическое соотношение, обычно представляющее какое-нибудь Одно свойство равновесной системы как функцию ее интенсивных свойств, называется уравнением состояния. Термодинамическая теория не в состоянии предсказать форму этого уравнения ее устанавливают либо на основе методов статистической механики, либо, чаще всего, опытным путем. [c.13]

Таким образом, можно предполагать, что пластовая нефтегазовая система относительно находится в равновесии, если ее состояние при заданных внешних условиях в течение какого-либо времени не изменяется. Это вполне возможно для условий реальных нефтяных или газовых месторождений, ибо, как известно, на каком-либо отрезке времени (и часто очень длительном) всегда можно задать и достигнуть постоянство внешних параметров Т и р. Нужно отметить, что до начала разработки исходное состояние залежей нефти и газа, вероятно, отвечает состоянию термодинамического равновесия. [c.108]

Следовательно, при заданных условиях всякая химическая реакция может протекать в определенном направлении до некоторого предела или, как говорят, до тех пор, пока не будет достигнуто состояние термодинамического равновесия, называемое в таком случае химическим равновесием. [c.89]

Понятие равновесия играет исключительную роль в химической кинетике, поскольку оно определяет предел возможных изменений состояний реагирующей системы и зависит только от начальных условий и свойств самой системы, а не от условий проведения процесса. Несколько упрощая существо дела, термодинамику можно определить как пауку о равновесии или как учение о направленности процесса, в то время как кинетика — наука о его скорости. Более строго термодинамика — часть физики, изучающая общие свойства систем, находящихся в стационарном равновесном состоянии. Термодинамическим процессом называется всякое изменение состояния системы. Термодинамический процесс называется обратимым (равновесным или квазистатическим), если он протекает таким образом, что в ходе процесса изолированная система последовательно занимает ряд равновесных (точнее говоря, почти равновесных) состояний. Если в результате некоторого процесса система вернется в исходное состояние, то такой процесс называется циклом. Результатом обратимого цикла является возвращение системы в состояние, тождественно эквивалентное исходному. [c.21]

Катализатор, ускоряющий процесс в открытой системе, как правило, должен быть существенно неравновесен, т. е. его поверхность может стационарно существовать в состояниях, термодинамически неустойчивых в отсутствие процесса. Такая точка зрения представляет интерес для развития эволюционного катализа, т. е. области, исследующей изменения катализаторов в ходе реакций [75, 76]. Изучение эффектов саморегулирования позволяет получить важный рычаг для управления каталитическим действием. При этом важно разработать практически правила, позволяющие предвидеть эффекты саморегулирования и управлять ими. Взаимодействие катализатора со средой обычно приводит к двум эффектам 1) изменению среды (катализ) 2) изменение самого катализатора. Следует обратить особое внимание на второй эффект, который имеет важное значение для понимания сущности саморегулирования в катализе [77, 78]. [c.301]

Макроскопическое и микроскопическое описание состояния системы. В классической (феноменологической) термодинамике состояние системы описывается с помощью небольшого числа параметров, доступных непосредственному измерению. Для системы, находящейся при определенных внешних условиях, задаваемых координатами внешних тел и условиями теплового обмена с окружающей средой, макроскопические свойства системы приобретают значения, которые практически не меняются с течением времени. Это означает, что система находится в состоянии термодинамического равновесия . Такое равновесие называется устойчивым, если при произвольных небольших изменениях внешних условий система после устранения этих изменений возвращается в первоначальное состояние. [c.284]

Итак, при постоянном объеме или при постоянном давлении теплота процесса зависит только от начального (индекс 1) и конечного (индекс 2) состояний термодинамической системы, но не от пути перехода. [c.17]

Электронные представления дают также некоторые направляющие идеи в вопросе о влиянии биографии катализатора на его активность. Прежде всего, дефекты решетки, связанные с отклонениями от стехиометрического состава, являются акцепторными или донор-ными добавками в зависимости от их природы. Образование таких дефектов тесно связано с условиями приготовления катализатора. Так как во многих случаях дефектность решетки благоприятствует каталитической активности, при приготовлении катализаторов желательно ее сохранить. Условия такого приготовления в общем соответствуют выдвинутому Рогинским в его теории пересыщения [21] принципу, согласно которому активность катализатора повышается с удалением условий приготовления катализатора от состояния термодинамического равновесия. Это, впрочем, в настоящее время может рассматриваться как тривиальный вывод из теории дефектности твердого тела. [c.25]

В отличие от истинных растворов проблема устойчивости коллоидных систем носит принципиально важный характер, так как последние в своем большинстве не находятся в состоянии термодинамического равновесия. [c.27]

Применение статистической механики к системам, построенным из большого числа частиц, оказалось чрезвычайно плодотворным, особенно при изучении систем в состоянии термодинамического равновесия. В частности, методы статистической физики позволили обосновать основные положения термодинамики. Возникшая таким образом наука получила название статистической термодинамики. Статистическая термодинамика, изучающая системы, находящиеся в состоянии термодинамического равновесия, является частью статистической физики. Другой, менее разработанной составной частью является статистическая кинетика, изучающая скорости процессов во времени в системах, построенных из большого числа частиц и не находящихся в состоянии термодинамического равновесия. Методы статистической термодинамики на основании свойств и законов движения частиц, из которых построена данная система (например газ, кристалл), позволяют вычислять различные физические величины в состоянии термодинамического равновесия. Эти методы дают возможность найти статистическое истолкование основных термодинамических величин температуры, энтропии и др. [c.284]

Решение этих основных задач требует рассмотрения множества микросостояний, совместимых с внешними условиями, в которых находится система. Это является необходимым, так как заданному макросостоянию, т. е. условиям, в которых находится система, соответствует обычно чрезвычайно большое множество микросостояний, с помощью которых это макросостояние реализуется. Если заданы условия, в которых находится 1 моль идеального газа, например его объем и температура (его макросостояние), то с микроскопической точки зрения этим условиям удовлетворяет огромное число микросостояний. При заданном макроскопическом состоянии нельзя указать, в каком именно микроскопическом состоянии находится система, и статистическая термодинамика для решения своих задач должна применить теорию вероятностей, т. е. ее метод должен быть статистическим. Естественно допустить, что наблюдаемые на опыте величины могут быть найдены как средние величины, вычисленные по множеству допустимых микросостояний. Этим именно путем и идет статистическая термодинамика. В зависимости от внешних условий, в которых находится изучаемая система, в статистической термодинамике применяется вычисление двух видов средних а) микроканони-ческих средних, вычисляемых при условии, что энергия системы постоянна (изолированная или замкнутая система). При этом все микросостояния являются равноправными, и следует допустить, что они являются равновероятными б) канонических средних, т. е. средних, вычисляемых при условии, что температура системы постоянна (система в термостате). При этом предполагается, что система находится в состоянии термодинамического равновесия. Для системы, [c.288]

Процесс достижения состояния термодинамического равновесия происходит постепенно. По мере достижения состояния термодина- [c.284]

Возрастание вероятности различных макросостояний по мере наступления состояния термодинамического равновесия можно показать на простом примере. Пусть начальное состояние газа задано таким распределением N молекул, что все они находятся в одной по- [c.289]

Согласно воззрениям Больцмана и Планка второй закон термодинамики — закон возрастания энтропии в замкнутой системе — является не абсолютным законом, но законом статистическим. Возрастание энтропии или приблизительное ее постоянство при достижении состояния термодинамического равновесия — выражение статистических закономерностей, проявляющихся в системах, состоящих из очень большого числа частиц. Наиболее вероятным будет состояние термодинамического равновесия в замкнутой системе, но и при достижении этого состояния возможны небольшие флуктуации — отклонения энтропии и других термодинамических величин от их значений в состоянии термодинамического равновесия. Но эти флуктуации, вычисляемые по формуле [c.291]

Рассмотрим некоторые свойства суммы по состояниям. Формула (92.5) выведена для состояния термодинамического равновесия. Поэтому сумма по состояниям Z, как и энергия Гельмгольца и другие термодинамические функции в состоянии термодинамического равновесия, являются функцией состояния. Например, для системы, состояние которой определяется двумя переменными, Z будет функцией этих переменных [c.296]

Пусть дана система N локализованных слабо взаимодействующих частиц, которая находится в состоянии термодинамического равновесия. Каждую из частиц можно рассматривать как систему, а остальные частицы — как термостат. Обозначая квантовые состояния локализованной частицы с помощью индекса / (/ означает набор нескольких квантовых чисел) и применив распределение Гиббса [см. формулу [c.305]

Нами использован для термодинамических расчетов универсальный метод определения состава равновесной смеси сложной реакции - метод минимума энергии Гиббса. При моделировании равновесного состава использован известный в термодинамике постулат о том, что состояние термодинамического равновесия не зависит от пути химических превращений и определяется только энергетикой исходных веществ и конечных продуктов реакций. Отсюда очевидно, что результаты расчета химического равновесия также не должны зависеть от реакционного маршрута. [c.156]

С учетом сделанных предположений в состоянии термодинамического равновесия все фазы гетерогенной системы должны обладать одинаковой температурой и одинаковым давлением и химические потенциалы каждого компонента во всех фазах должны быть равны. Уравнение (27.6) содержит условие термического равновесия, (27.7) — механического равновесия и (27.8) — равновесия между веществами. [c.141]

Итак, рассмотрим гомогенную систему, состоящую из т компонентов, в которой не протекают химические реакции и которая находится в состоянии термодинамического равновесия. Перечисленные выше ограничения приводят к следующей постановке задачи. [c.199]

В состоянии термодинамического равновесия сила Кориолиса равна нулю. [c.280]

Как отмечалось ))ыше, простейшее описалие кинетики химических реакций дается уравнениями, содержащими только концентрации реагирующих молекул и константы скорости. В состоянии термодинамического равновесия полные скорости реакций равны пулю, что позволяет установить связь между константами скорости и равновесными концентрациями реагирующих веществ. Отношения последних определяются однозначно через термодинамические константы равновесия К, величины которых не записят от механизма реакции и которые выражаются через статистические суммы молекул, участвующих в реакции. Таким образом, устанавливается связь между константами равновесия и константами скорости реакции, позволяющая выразить константы скорости обратных реакций через константы прямых реакций (см. 2). Хотя это не вызывает сомнения для равновесных реакций, на любой стадии 1 оторых нарушение максвелл-больцмановского распределения мало, для неравновесных реакций указанная связь пе является строго обос1гова1[ной. [c.51]

Как известно, термодинамические расчеты позволяют установить возможный состав продуктов реакции при различных условиях в состоянии термодинамического равновесия, однако скорость течения реакции определить нельзя. [c.11]

В состоянии термодинамического равновесия возбужденные атомы распределяются по энергетическим уровням в соответствии с законом Больцмана [c.10]

При изучении тонких двухфазных пленок жидкостей калориметрическим методом установлено, что на поверхности стекла, покрытого монослоем нитробензола, образуются двухфазные пленки бензола, состоящие из граничной и объемной фаз, находящихся в состоянии термодинамического равновесия это послужило еще одним доказательством существования на диспергированных частицах граничных фаз с аномальными свойствами. [c.11]

Особенности паро-газовых систем. Если паро-газовая смесь контактирует с жидким горючим, то при достаточно интенсивном перемешивании она находится в состоянии термодинамического равновесия с жидкостью. При этом ее состав определяется температурой и общим давлением. [c.68]

Считаем, что образовавшаяся в результате конверсии углеводородов смесь находится в состоянии термодинамического равновесия. Состав смеси находится по уравнениям (1.38) - (1.4Т). [c.135]

В качестве числового примера на применение приведенных соотношений можно рассмотреть такую задачу найти, какое количество N0 сохранится в системе, если воздух, взятый прн комнатной температуре и давлении 200 мм рт. ст., был нагрет до 2500° К, доведен до состояния термодинамического равновесия и затем охлажден по закону (XI.24) с а = 10 [c.411]

Если между отдельными частями системы возможны теплообмен и диффузия и при этом свойства системы остаются неизменными сколь угодно долго, причем отсутствуют внешние процессы, поддерживающие эту неизменность свойств, то система находится в состоянии термодинамического равновесия. [c.71]

Турбулизация межфазной границы может быть обусловлена- также возникающими при тепло- или массопередаче локальными изменениями поверхностного натяжения. Учет влияния концентрационных и температурных изменений поверхностного натяжения на гидродинамику вблизи межфазной границы представляет собой весьма сложную и в настоян1ее время еще не решенную задачу (необходимо исследовать устойчивость решения уравнения Навье — Стокса по отношению к малым возмущениям — локальным изменениям скорости). Пока сделаны лишь первые попытки решения этой задачи [72, 73]. В частности, показано [72], что возможность возникновения неустойчивости существенно зависит от знака гиббсовой адсорбции растворенного вещества в состоянии термодинамического равновесия, а также от соотношения между кинематическими вязкостями соприкасающихся фаз и коэффициентами диффузии веществ, которыми обмениваются эти фазы. Объяснено явление стационарной ячеистой картины конвективного движения, вызванного локальными градиентами поверхностного натяжения [73].. Дальнейшие исследования в этой области наталкиваются на серьезные математические трудности. [c.183]

В химической термодинамике одну из важнейших величин представляет внутренняя энергия и рассматриваемой системы. Эта величина является параметром состояния. Термодинамически она строго определяется на основе первого закона (см. 68). Физически же этим термином обозначается величина, которая характеризует общий запас энергии системы, включая сюда энергию по ступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярного 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 изменениё энергии Л(7, происходящее в том или ином процессе, что оказывается уже достаточным для успешного применения этого понятия в термодинамике. Величина А11 считается положительной, когда в рассматриваемом процессе внутренняя энергия системы возрастает. [c.181]

В состоянии термодинамического равновесия при Т = onst и V = = onst энергия Гельмгольца (свободная энергия) А имеет минимум (см. 70), т. е. для систем, погруженных в большой термостат, будет характерно условие [c.293]

Теперь допустим, что идеальный газ, состоящий из N молекул, находится в состоянии термодинамического равновесия. Будем считать газ достаточно разреженным, т. е. исключим области очень низких температур и малых объемов. Это ограничение позволит почти не учитывать требования симметрии. Если не учитывать требования симметрии, как и для локализованных частиц, можно каждую молекулу рассматривать как систему , а остальные молекулы как термостат. Применение распределения Гиббса к молекуле газа опять даст распределение (96.1) или (96.3), которое и называется квантовым распределением Больцмана, Имеется существенное различие в применении распределения Больцмана к локализованным слабо взаимодействующим частицам и молекулам идеального газа для сла-бовзаимодействующих частиц распределение Больцмана выполняется строго, а для молекул идеального газа это распределение выполняется с известной точностью. Поэтому для идеального газа достаточно высокой плотности распределение (96.1) или (96.3) уже не будет [c.305]

Повышение давления и наличие водорода не влияют на состояние термодинамического равновесия реакций изомеризации и диспропорционирования. Однако под давлением водорода могут протекать реакции гидрирования ароматических углеводородов (рис. 3.6). Чтобы сдвинуть равновесие в сторону образования продуктов изомеризации, в случае необходимости в сырье добавляют продукты диспроп-орционирования и гидрирования алкилароматических углеводородов. [c.77]

В методах эмиссионной спектроскопии и атомно-абсорбцион-ной спектрофотометрни вещество переводится в состояние атомного пара , что практически реализуется в плазме различных видов. Плазма — квазииейтральный электропроводный газ, состоящий из свободных электронов, а также атомов, ионов, радикалов и молекул в основных и различных возбужденных энергетических состояниях. Кроме спектральных линий в ее спектре наблюдаются системы электронно-колебательпо-вращательных полос молекул и радикалов и сплошной фон. Плазма при давлениях, близких к атмосферному, находится в состоянии термодинамического равновесия, при котором средняя кинетическая энергия Е ее частиц (свободных атомов, ионов, электронов) примерно одинакова и определяется температурой 7 [c.10]

Фазовые состояния. Полимеры могут существовать в кристаллическом, жидком (аморфном) и жидкокристаллическом (аморфнокристаллическом.) фазовых состояниях, различающихся степенью упорядоченности частей макромолекул в структуре полимера. При этом кристаллическая и аморфная фазы в полимере находятся в состоянии термодинамического равновесия [c.374]

Состояние термодинамической системы характеризуется т е р-модинамическими параметрами. К термодинамическим параметрам относятся температура, давление, объем, концерттра-ция и др. [c.84]

Таким образом, в непосредственной близости от любого состояния термодинамической системы имеются такие состояния, которые недости- [c.110]

Г.Мейкснер (см. в /1/) показал, что в окрестности состояния термодинамического равновесия при гармонических колебаниях внешних переменных эффективный коэффициент динамического уравнения состояния можно записать следующим образом [c.119]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология