Термодинамика предмет

Предмет и задачи химической термодинамики [c.180]

Основы современных представлений о структуре материи были заложены в те далекие времена, когда люди только еще пытались вникнуть в сущность окружающих их вещей. Такие неотделимые от материи понятия, как движение и прерывность (дискретность), были уже предметом дискуссий древнегреческих натурфилософов. Понятие атом (от греческого атоцое — неделимый) восходит к Демокриту (V в. до н. э.). Изучающим химию полезно проследить историю развития атомистических представлений, а также основы кинетической теории. Ниже весьма кратко изложены наиболее важные экспериментальные доказательства, которые послужили краеугольным камнем атомно-молекулярной теории строения материи и так назы-. ваемой теоретической химии (именно так Нернст назвал одну из своих классических работ, снабдив ее подзаголовком Теоретическая химия с точки зрения правила Авогадро и термодинамики ). [c.11]

Современная химия достигла такого уровня развития, что существует целый ряд ее специальных разделов, являющихся самостоятельными науками. В зависимости от атомарной природы изучаемого вещества, типов химических связей между атомами различают неорганическую, органическую и элементоорганическую химии. Объектом неорганической химии являются все химические элементы и их соединения, другие вещества на их основе. Органическая химия изучает свойства обширного класса соединений, образованных посредством химических связей углерода с углеродом и другими органогенными элементами водородом, азотом, кислородом, серой, хлором, бромом и йодом. Элементоорганическая химия находится на стыке неорганической и органической химии. Эта третья химия относится к соединениям, включающим химические связи углерода с остальными элементами периодической системы, не являющимися органогенами. Молекулярная структура, степень агрегации (объединения) атомов в составе молекул и крупных молекул — макромолекул привносят свои характерные особенности в химическую форму движения материи. Поэтому существуют химия высокомолекулярных соединений, кристаллохимия, геохимия, биохимия и другие науки. Они изучают крупные объединения атомов и гигантские полимерные образования различной природы. Везде центральным вопросом для химии является вопрос о химических свойствах. Предметом изучения являются также физические, физико-химические и биохимические свойства веществ. Поэтому не только интенсивно разрабатываются собственные методы, но и привлекаются к изучению веществ другие науки. Так важными составными частями химии являются физическая химия и химическая физика, исследующие химические объекты, процессы и сопровождающие их явления с помощью расчетного аппарата физики и физических экспериментальных методов. Сегодня эти науки объединяют целый ряд других квантовая химия, химическая термодинамика (термохимия), химическая кинетика, электрохимия, фотохимия, химия высоких энергий, компьютерная химия и др. Только перечень фундаментальных наук химического направления уже говорит об исключительном разнообразии проявления химической формы движения материи и влиянии ее на пашу повседневную [c.14]

К приведенному перечню можно добавить следующее изобретатель калориметра для реакций горения, сравнительного фотометра с международным стандартом свечи, кухонной плиты, двойного кипятильника, печи для обжига кирпичей, портативной печи и армейской полевой кухни, капельной кофеварки, применяемой до сих пор паровой отопительной системы, каминной вьюшки, усовершенствованной масляной настольной лампы высокой яркости, навигационной сигнальной системы, использовавшейся в Великобритании, и улучшенного баллистического маятника для измерения взрывной силы пороха человек, открыпший конвекционные токи в газах и жидкостях и установивший, что вода имеет максимальную плотность при 4°С и что черные тела лучше поглощают и испускают излучение, чем полированные предметы один из первых исследователей прочности нитей на разрыв и теплозащитных свойств одежды основатель одного из первых закрытых учебных заведений и учредитель первых международных медали и премии за научные достижения, присуждаемых до сих пор, а также первый кандидат на пост руководителя Вест-Пойнта (отклоненный по политическим мотивам). Но и это еще не все. Томпсон был гением практики и изобретателем из той же когорты, что и Томас Эдисон. В конце ХУП1 в. он произвел в Европе такую же революцию в технологии приготовления пищи, какую 100 лет спустя проделал Эдисон в области практического использования электричества. Томпсон был, несомненно, более плодовитым изобретателем, чем Франклин, а возможно, и лучшим ученым. Почему же тогда он известен всего лишь узкому кругу исследователей истории науки и специалистам в области термодинамики [c.44]

Настоящий курс составлен, исходя из основных изменений в учебных планах нефтяных техникумов, принятых на методическом совещании в 1944 г., согласно которым введены такие дисциплины, как анализ нефтепродуктов, теоретические основы химической термодинамики, катализа и усилен курс технологии нефти. Введение этих предметов освобождает программу курса химии нефти и газов от изложения материала по методам изучения качеств нефтепродуктов и основам технологических процессов переработки нефти. [c.3]

Предмет, метод и границы термодинамики [c.26]

Предметом химической термодинамики является применение законов классической термодинамики к химическим и физико-химическим явлениям она рассматривает тепловые эффекты химических реакций, фазовые переходы индивидуальных веществ и смесей, химические равновесия. [c.13]

Совместное проведение химических реакций с некоторым разделением реакционной смеси в одном и том же аппарате составляет предмет довольно много-числепны.ч исследований, а также является одним из технологических вариантов проведения процессов на практике. В качестве предмета исследования совмещенный процесс рассматривается в основном с позиций взаимного влияния массопереноса и химической реакции. Эти вопросы изучает макрокинетика и теория процессов массопередачи. Как технологический вариант проведения процессов в практике совмещенный процесс используется потому, что часто оказывается наиболее выгодным и сравнительно простым. Рациональное использование явлений переноса массы в момент проведения химической реакции обеспечивает до-Аолнительные возможности процессу как в кинетическом, так и в термодинамическом аспектах. Условия равновесия в системе с химическим взаимодействием компонентов могут быть рассмотрены в рамках термодинамики гетерогенных систем. [c.186]

Химия —наука и учебный предмет содержит следующие учения 1) о строении вещества, 2) о направлении химических процессов (химическая термодинамика), 3) о скорости химических процессов (химическая кинетика), 4) о периодическом изменении свойств элементов и соединений. Посмотрите содержание этого пособия и определите, насколько оно отвечает перечисленным учениям. Просмотрите другие учебники химии. Насколько их содержание отвечает этим учениям [c.10]

Предметом химической термодинамики служит термодинамическое рассмотрение явлений, относящихся к области химии, в частности к физической химии. [c.179]

Термодинамика включает следующие разделы общую или физическую термодинамику, изучающую наиболее общие законы превращения энергии техническую термодинамику, рассматривающую взаимопревращения теплоты и механической работы в тепловых машинах химическую термодинамику, предметом которой являются превращения различных видов энергии при химических реакциях, процессах растворения, испарения, кристаллизации, адсорбции. [c.47]

Предмет химической термодинамики. Термодинамика представляет собой научную дисциплину, которая изучает I) переходы энергии из одной формы в другую, оТ одной части системы к другой, 2) энергетические эффекты, сопровождающие различные физические или химические процессы, зависимость их от условий протекания процессов и 3) возможность, направление и пределы самопроизвольного (т. е. без затраты работы извне) течения самих процессов в рассматриваемых условиях. Термодинамика базируется на двух основных законах, называемых иначе первым и вторым принципами термодинамики. [c.178]

Термодинамика является одним из основных разделов теоретической физики. Предметом термодинамики является изучение законов взаимных превращений различных видов энергии, связанных с переходами энергии между телами в форме теплоты и работы. Сосредотачивая свое внимание на теплоте и работе, как формах перехода энергии при самых различных процессах, термодинамика вовлекает в круг своего рассмотрения многочисленные энергетические связи и зависимости между различными свойствами вещества. ч дает весьма широко применимые обобщения, носящие название законов термодинамики. [c.26]

Предмет термодинамики, очерченный выше, определяет метод и границы этой науки. Различие между теплотой и работой, принимаемое термодинамикой как исходное положение, и противопоставление теплоты работе имеет смысл только для тел, состоящих из множества молекул, так как для одной молекулы или для совокупности немногих молекул понятия теплоты и работы теряют смысл. Поэтому термодинамика рассматривает лишь тела, состоящие из большого числа молекул, так называемые макроскопические системы, причем термодинамика в ее классическом виде не принимает во внимание поведение н свойства отдельных молекул. [c.26]

Прежде всего дадим краткий общий обзор предмета, в котором повторим уже известные сведения и приведем новые. Рассмотрение термодинамики и химической кинетики явится основой, позволяющей наметить общий план и пути изучения предмета. [c.20]

Мы не будем вдаваться в детальный анализ физического смысла термодинамических понятий потоков и сил, изучение которых составляет предмет термодинамики необратимых процессов. Отметим лишь, что Рх/ является сложной функцией концентраций компонентов и температуры. [c.17]

Автор книги — директор института теоретической физической химии при университете во Франкфурте-на-Майне, обладая многолетним опытом преподавания, сумел сравнительно кратко, четко и доступно изложить основы химической термодинамики. Теоретические рассуждения сопровождаются многочисленными примерами, часто в виде схематических диаграмм, что облегчает понимание предмета п способствует приобретению навыков применения термодинамических знаний. [c.4]

Таким образом, в термодинамике не встречаются типичные дифференциальные уравнения математической физики с частными производными по времени и пространственным координатам. Фактически математический аппарат, кроме некоторых специальных случаев, очень прост. Он ограничивается методами частного дифференцирования и обычными дифференциальными уравнениями простого типа. В противоположность этому основные понятия термодинамики чрезвычайно абстрактны и в этой абстрактности, собственно, и заключена трудность. Долгое время пытались избежать эту трудность за счет обманчивой наглядности рассуждений. Однако оказалось, что этим только затрудняется глубокое понимание предмета. Поэтому надо заранее признать указанную выше характеристику термодинамики и затем проанализировать развитие основных пеня- [c.10]

Электрохимия является разделом физической химии, в котором изучаются законы взаимодействия и взаимосвязи химических и электрических явлений. Основным предметом электрохимии являются процессы, протекающие на электродах при прохождении тока через растворы (так называемые электродные процессы). Можно выделить два основных раздела электрохимии термодинамику электродных процессов, охватывающую равновесные состояния систем электрод — раствор, и кинетику электродных процессов, изучающую законы протекания этих процессов во времени. Однако электрохимия изучает не только электродные процессы. В этот раздел физической химии нередко включанэт также теорию электролитов, при этом изучаются не только свойства электролитов, связанные с прохождением тока (электропроводность и др.), но и другие свойства электролитов (вязкость, сольватация, химические равновесия и др.). Теорию электролитов можно также рассматривать как часть общего учелия о растворах, однако в настоящем курсе она включена в раздел электрохимии. [c.383]

Как следует из материалов, изложенных в гл. II, термодинамика обратимых процессов позволяет анализировать статику тепловой работы печей. Динамика тепловой работы печей — есть предмет термодинамики необратимых процессов и может анализироваться на основе современной теории тепло- и массопереноса. Общее уравнение переноса в однородной среде [c.25]

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]

В зависимости от области приложения термодинамика классифицируется на ряд разделов, носящих прикладной характер. Некоторые из них имеют непосредственное отношение к изучаемому предмету, это — физическая, техническая и химическая термодинамики. [c.44]

Предмет термодинамики. Основные Первое начало термодинамики. . [c.403]

Конформационные переходы цепи с кинк-изомерамп, свободная энергия которой при наличии напряжения представляется сплошной линией (рис. 5.1), термодинамически необратимы, а внутренняя энергия переходит в тепло. Представляет интерес постоянная времени процесса перехода если она мала по сравнению со временем, в течение которого происходит растяжение цепи, то кривая напряжение—деформация не слишком сильно отличается от кривой, соответствующей сплошной линии на рис. 5.1, а если постоянная времени слишком велика, то переходы могут быть запрещены и цепи деформируются эластично. Однако при промежуточных значениях постоянных времени наибольшие напряжения не полностью вытянутых цепей будут зависеть от скорости, с которой происходят конформационные переходы, снимающие напряжение. Детальное рассмотрение данного явления потребовало бы изучения формы и взаимодействия цепных молекул, основ термодинамики необратимых процессов [15] и анализа потенциала вторичных, или вандерваальсовых, связей между сегментами [16]. Это привело бы к рассмотрению неупругого деформирования полимеров, которое не является предметом данной книги. Тем не менее все же представляет интерес некоторая информация относительно скорости переходов между различными кинк-изомерами, сопровождающихся релаксацией напряжения в системе. Так как любые переходы, приводящие к движению только одного кинк-изомера, обычно не вызывают удлинения цепи вдоль ее оси, то приходится учитывать по крайней мере одновременную активацию н аннигиляцию двух кинк-изомеров. Подобный процесс состоит из поворота четырех гош-связей и передачи поворота сегмента между кинк-изомерами можно оценить энергию связи, необходимую для преодоления потенциального барьера, которая должна составлять 33,5 кДж/моль для поворота гош-связи [7] и (2,1—5) кДж/моль для вращения СНг-группы [17, 18]. Следовательно, чтобы преобразовать весь кинк-изомер tgtgttgtgt в транс-конформацию, необходима энергия активации 46—63,6 кДж/моль. Можно предположить, что подобные преобразования напряженных цепей ПЭ к состоянию, свободному от напряжений, действительно происходят при скорости деформирования по крайней мере 1 с при температуре ниже точки плавления, т. е. при 400 К. Теперь мол<но рассчитать скорость данного процесса при 300 К с помощью выражения (3.22), которая оказывается равной 0,0018 с . При деформировании цепи энергия активации вращения сегмента только убывает, а скорость переходов, сопровождающихся ослаблением напряжения, возрастает [19]. С учетом подобного [c.130]

Как известно, термодинамика гетерогенных систем начиная с работ Гиббса наряду с аналитическим методом широко использует геометрический. Графическое толкование гетерогенных процессов и равновесий основано на строгих закономерностях, наглядно и позволяет охватить предмет исследования в целом. Именно поэтому раздел термодинамики, основанный на применении графического метода, выделился в самостоятельный и получил название геометрической термодинамики. [c.254]

Важнейшие задачи физической химии сводятся в самом об-ш,ем виде к следующему к изучению общих законов строения веществ, изучению условий, определяющих состояние равновесия химической системы, нахождению закономерностей, определяющих приицишгальттую возмолшость перехода из одного равновесного состояния в другое, и, наконец, к исследованию реальных процессов такого перехода, т. е. процессов химических превращений. Две из этих задач, а именно изучение равновесных состояний и общих законов, определяющих возможность перехода из одного равновесного состояния в другое,составляют предмет раздела фи ичес1 ой химии, который называется химической термодинамикой. В хшушческой термодинамике рассматриваются приложения одного из больших разделов общей физики — термодинам 1ки — к химическим явлениям. [c.6]

ПРЕДМЕТ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ. [c.6]

Слово термодинамика составлено из двух греческих слов therma — тепло или температура, и dynamos — сила или работа. Таким образом, уже из названия следует, что это наука о взаимных превращениях теплоты и работы, происходящих при работе многочисленных теплотехнических устройств различного вида двигателей, тепловых машин, электростанций, холодильников, кондиционеров и т. д. В процессе развития термодинамики предмет науки включил и взаимные превращения теплоты и работы в химических реакциях. Так возникла химическая термодинамика. Особенно наглядна связь теплоты и работы в электрохимических процессах, что обусловило появление электрохимической термодинамики. Еще позже начали развиваться термодинамика излучений, ядерных процессов и т. д. [c.303]

Предмет химической термодинамики. Основные понятия. [c.459]

Рассмотрение термодинамических характеристик и проведение совместного кинетико-термодинамического анализа удаленных от равновесия состояний, важнейших для сосуществования практически важных открытых систем, является предметом нелинейной неравновесной термодинамики. [c.349]

Введение в науку понятий активностей и коэффициентов активности и их использование на практике позволяют получить правильные результаты при приложении термодинамики к реальным системам. В реальных растворах протекают сложные и многообразные процессы взаимодействия. Метод активности сам но себе не раскрывает природу этих процессов. В этом и состоит его ограниченность. Раскрытие природы процессов взаимодействия в реальных системах — предмет теории растворов. Коэффициент активности лишь характеризует степень отклонения свойств реального раствора (системы) от идеального, т. е. от р створа, подчиняющегося законам идеального состояния. Таким идеальным состоянием для растворов являются [c.20]

Предмет химической термодинамики занимает ценфальное место в курсе физической химии, который преподают студентам-химикам в университетах. Существует большое число учебников по данному предмету, которые, к сожалению, зачастую недоступны студентам из-за малых тиражей изданий в последние годы либо из-за ветхости книг, изданных ранее. Кроме того, имеющиеся русскоязычные учебники по химической термодинамике оказались недостаточно адаптированными для студентов — будущих химиков-исследователей и аспирантов, готовящихся работать в современных научно-исследовательских учреждениях материал в изданных учебниках для химиков обычно излагается на чрезмерно упрощенном уровне в них отсутствуют важнейшие разделы, связанные с применением химической термодинамики для описания свойств конденсированной и дисперсной фаз, а также высокореакционноспособных, в том числе каталитических, систем. Более того, в известных курсах химической термодинамики, ориентированных на химиков, вообще отсутствуют разделы, посвященные термодинамике неравновесных процессов, бурно и успешно развивающейся в последние десятилетия. [c.9]

Таким образом, существует объективное противоречие между необходимостью моделирования сложных систем и дифференциальным, атомномолекулярным подходом к их описанию. В этом плане древние ученые обощли современных они чувствовали вещество как единое целое, понимали его психологическое и мистическое значение [18]. Утрата химиками и физиками чувства реального вещества - это проблема XX века. Если в старых химических монографиях вещество описывалось не только с позиции физически измеряемых свойств, но и цветовых, вкусовых нюансов, запаха, то теперь оно заменено моделями. Поэтому нельзя отрицать опыт алхимиков, более того, их опыт надо учесть при исследовании лекарственного вещества. Непрерывный подход к веществу, родивщийся в древности, воплотился в XIX веке в термодинамику, для которой важен не состав, а начальное и конечное усредненное энергетическое состояние вещества. Кибернетика также [29] оперирует начальным и конечным состоянием системы, которая является черным ящиком — неизвестным предметом. Успехи в области термодинамических исследований сложных физико-химических и биологических систем свидетельствуют о необходимости дальнейщего развития феноменологического подхода не только в термодинамике, но и при изучении физико-химических, технических и экологических систем. [c.25]

В разных отраслях науки и техники все более широкое применение получают методы инженерных расчетов, основанные на химической термодинамике. Все чаще с понятиями и приемами химической термодинамики приходится сталкиваться инженерно-техническим работникам и студентам, не 1меющим фундаментальной химической подготовки. Вместе с тем практически вся существующая учебная литература по этой дисциплине ориентирована на студентов и инженеров химического профиля. Использовапие такой литературы для первоначального и тем более самостоятельного ознакомления с предметом вызывает у нехимиков определенные трудности. [c.5]

Данная книга создана на основании материала лекций, которые я читал в течение 15 лет в университете во Франкфурте-на-Майне. По замыслу эта книга в концентрированной форме, соответствующей уровню современных требований, должна разъяснить читателю формальную структуру термодинамики и технику ее применения таким образом, чтобы в результате он мог самостоятельно применять теорию. Основная концепция, которая возникла при многолетнем изучении предмета и дидактического опыта, состоит в том, что чисто математически все здание термодинамики можно вывести из трех соотношений фундаментального уравнения, условия равновесия и условия стабильности. Таким образом эти соотношения играют здесь такую же роль, как и уравнения Максвелла в электродинамике. Несомненно, при таком способе изложения происходит некоторое отступление от наглядности в обычном смысле. Но отказ от наглядности будет ш,едро возмеш,ен более глубоким пониманием, а также легкостью и надежностью применения теории к конкретным проблемам. [c.6]

Применяя обычную терминологию, предмет термодинамики можно предварительно определить как область физических явлений, в которой существенную роль играет теплота и температура. Фактически термодинамика имеет дело только с частью этой области. Она ограничивается рассмотрением состояний равновесия и таких изменений состояний, которые представляют собой непрерывную последовательность равновесных состояний (квазистатиче-ские изменения состояний). Такие изменения состояний, строго говоря, могут происходить только бесконечно медленно. Поэтому их нельзя представить как функцию вре мени. В некоторых случаях нужно учитывать также существование нестатических изменений состояний, но они не являются собственно предметом данной теории. По этой причине для названия этой теории неоднократно предлагали термин термостатика , однако он не привился. Раз- [c.9]

Особенность химических процессов — их исключительная сложность в реагирующей системе одновременно протекает множество взаимасвязанных химических и физических превращений. Совокупность этих превращений называется механизмам реакции, а каждое превращение в отдельности — процесса. Сложность химического процесса состоит в том, что скорость каждой из его стадий контролируется закономерностями, относящимися лишь к данной стадии процесса. Вследствие этого результат химического процесса определяется не только законами химической термодинамики, но также механизмом и ско-ро01ъю процесса, являющимися предметами изучения химической кинетики. [c.112]

Предметом классической термодинамики является изучение законов взаимных превращеий различных видов энергии, связанных с переходами энергии между телами в форме теплоты и работы, а также обобщение зависимостей между различными свойствами веществ и систем в равновесном состоянии. [c.13]

Состояния системы, которые характеризуются неравномерным и изменяющимся во времени распределением температуры, давления и состава внутри фаз, являются неравновесными. Они служат предмето.м изучения термодинамики неравновесных процессов. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология