Термодинамика современная

Фундаментом прогнозирования активности, селективности и других специфических свойств катализатора должна стать детальная микроскопическая теория гетерогенного катализа, опирающаяся на современные представления квантовой химии и теории твердого тела. Описывая элементарные акты реакций и превращений вещества на поверхности реального катализатора, такая теория в принципе дает возможность не только в полной мере понять механизм, кинетику и термодинамику катализа, но и предсказать каталитическую способность того или иного металла, полупроводника, диэлектрика в конкретной химической реакции. Однако незавершенность теорий катализа не позволяет однозначно предсказывать оптимальный состав промышленных катализаторов и другие их характеристики для действующих и проектируемых производств. До сих пор решение проблемы подбора катализаторов опирается в значительной мере на эмпирические подходы, сопряженные с большими затратами рутинных форм труда. Так, в поисках первого катализатора для синтеза аммиака было исследовано около 20 тыс. различных веществ [1, 2]. В 1973 г. число известных органических соединений оценивалось в 6 млн. Ежегодно только в нашей стране синтезируется более 40 тыс. новых химических соединений. Таким образом, разработка научно обоснованных целенаправленных стратегий поиска катализаторов представляет актуальную проблему современного катализа. Актуальность проблемы подтверждается еще и тем, что коло 90% промышленных химических и нефтехимических производств ведется с применением катализаторов. [c.56]

Согласно классической теории ФП [14, 15] причиной возникновения того или иного упорядочения является изменение соотношения между вкладами внутренней энергии Е и энтропии 5 в свободную энергию Р=Е-Т8. Основным принципом статистической физики, вытекающим нз второго закона термодинамики, является минимальность таких термодинамических потенциалов, как свободная энергия, в состоянии равновесия. Поэтому в равновесии Р минимально относительно всех внутренних параметров системы, в частности относительно степени упорядоченности. Энтропия характеризует величину беспорядка, хаотичности в системе, и при переходе от неупорядоченной структуры к упорядоченной она уменьшается. В то же время энергия составляющих систему частиц минимальна при их упорядоченном, а не хаотическом расположении. Таким образом, в свободной энергии вклад слагаемого с внутренней энергией описывает тенденцию к упорядоченности, а энтропийного слагаемого -к неупорядоченности, и выбор системой равновесного состояния с минимальным / определяется конкуренцией между вкладами. С понижением температуры степень хаотичности и энтропия уменьшаются, вклад энтропийного слагаемого стремится к нулю, и свободная энергия определяется внутренне энергией Е. Поэтому при низких температурах все равновесные системы должны быть так или иначе упорядочены. Таким образом, необходимость тех или иных ФП упорядочения при понижении температуры следует нз общих законов термодинамики. Современной теории ФП предшествовала теория Л.Д Ландау. Основные положения теории Ландау [13] [c.22]

Даны современные представления о термодинамике и кинетике окисления металлов, механизме образования и законах роста различных пленок, рассмотрены механизм и различные виды электрохимической коррозии, описаны важнейшие методы исследования коррозионных процессов. [c.2]

Аксиоматическое построение термодинамики. Современным физикам аксиоматическое построение физики, возможно, уже не кажется столь существенным. Действительно, сейчас физика в большей степени имеет дело с физическими фактами, чем с построениями формаль- [c.89]

Большое внимание в книге уделяется изложению теоретических основ современной химической науки — строению вещества, химической термодинамике и кинетике процессов. При изложении фактического материала неорганической химии широко используются руководящие идеи и теории современной химической науки. [c.3]

Эта величина названа так в честь американского ученого Дж, Уилларда Гиббса (1839—1903) —одного из основателей современной химической термодинамики, Энергию Гиббса часто называют также свободной энергией или изо- алчным потенциалом. [c.172]

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]

Термодинамика, наряду с другими вопросами, изучает условия равновесия химических реакций. На современном уровне развития для большинства реакций термодинамика дает ответ на первый вопрос, пользуясь обобщениями, основанными на тепловых и спектроскопических данных и на измерениях параметров уравнения состояния системы. [c.12]

Это уравнение также называется фундаментальным уравнением Гиббса. Уравнение (20.1) называется энтропийным выражением, уравнение (20.5) — энергетическим выражением. В современной термодинамике в основном используют энергетическое выражение, в то время как энтропийное выражение имеет значение прежде всего для термодинамики необратимых процессов и статистической механики. В дальнейшем будем учитывать энтропийное выражение только при некоторых общих рассуждениях. [c.91]

Таким образом, можно вычислить константу равновесия /С°на основании только термических данных для реагирующих веществ. В настоящее время уравнение (80.11) не используется при расчете константы равновесия, так как известны более простые и точные методы вычисления К° при различных температурах. Большинство современных методов расчета химического равновесия базируется на третьем законе термодинамики, который формулируется следующим образом энтропия любого индивидуального бездефектного кристаллического вещества (идеального кристалла) при абсолютном нуле равна нулю [c.264]

Однако к настоящему времени назрела потребность в существенной переработке учебника Н. Л. Глинки. Необходимость этого связана, в первую очередь, с тем, что на протяжении последних десятилетий химическая промышленность СССР бурно развивалась, в результате чего резко усилилось проникновение химии в другие отрасли народного хозяйства и возросла ее роль в подготовке специалистов многих профессий. Этот период времени характеризовался также колоссальным ростом объема фактического материала химии, что заставляет по-новому подойти к его отбору для учебника. Наконец, интенсивно продолжался процесс превращения химии из эмпирической иауки в область естествознания, покоящуюся на строгих научных основах, — прежде всего, на современных представлениях о строении вещества и на идеях термодинамики. Все эти обстоятельства привели к существенному изменению школьной программы по химии, в которой теперь предусмотрено изучение ряда вопросов, рассматривавшихся ранее лишь в высшей школе. [c.11]

Нужно отметить, что хотя исходные соотношения термодинамики остаются неизменными, их обоснование может быть дано различными способами. Так, термин максимальная работа химической реакции , некогда весьма популярный, трудно согласовать с термодинамическим понятием работа . Определенные уточнения должны быть введены в связи с переходом к международной системе единиц (СИ). Так, запись Д0° = = —RT nKp, которая была приемлемой, когда давление выражали в атмосферах, становится неверной для СИ. Это побудило автора дать современное обоснование расчетных соотношений химической термодинамики органических соединений. [c.7]

Современная теория электрохимической коррозии металлов не противопоставляет два пути (гомогенный и гетерогенный) проте--кания процесса, полагая, что соответствующие теоретические положения, основанные в обоих случаях на использовании электрохимической термодинамики и кинетики, дополняют друг друга, так как каждое из них имеет свои границы применения. В связи с этим попытки необъективной критики одной из этих теорий являются ненужными. [c.188]

В установлении современной формы выражения первого закона термодинамики большую роль сыграли работы Г. И. Гесса (1840), Р. Майера (1842), Джоуля (1847), Гельмгольца (1847) и др. [c.187]

Это важное соотношение лежит в основе современной статистической термодинамики. [c.219]

Расчеты химических равновесий. Изобарный потенциал образования химических соединений. Возможность в большом числе случаев определить равновесие в интересующей нас химической реакции чисто расчетным путем, не прибегая к дорогостоящим и длительным экспериментам, является очень ценным достижением современной химической термодинамики. Это избавляет от поисков катализаторов в тех случаях, когда расчет показывает, что положение равновесия неблагоприятно для проведения реакций в данных условиях, и позволяет определить условия, в которых реакция может протекать с нужным результатом. [c.281]

Другие особенности курса состоят в следующем. Ему предпосланы краткие сведения из квантовой механики, необходимые как основа при современном изложении теории строения молекул и химической связи, спектроскопии, статистической термодинамики и химической кинетики. [c.3]

Многообразные эффекты неидеальности реальных растворов в современной термодинамике учитываются с помощью активностей, введенных по предложению Льюиса (см. с. 287). Активность связана с химическим потенциалом компонента раствора уравнением (см. 83) [c.364]

Химическая кинетика, как и термодинамика, является теоретической базой химической технологии. Поэтому состояние и достижения науки в области кинетики и катализа в значительной степени определяют технический уровень производства в химической промышленности. Для разработки высокоэффективных реакторов и процессов необходимо прежде всего найти кинетические уравнения, описывающие процесс, константы скоростей реакций и зависимость их от различных факторов. Нужны высокоэффективные селективные катализаторы. Решение этих задач осуществляется на базе законов химической кинетики. На современном этапе развития теории химической кинетики центральной является проблема зависимости реакционных свойств химической системы от строения атомов и молекул [c.521]

В книге рассмотрены вопросы расчета химических ре-акц/1Й, протекающих в типичных для процессов химической технологии реакторах. Изложены основы кинетики гомогенных н гетерогенных процессов, приведены рекомендации по составлению материального и энергетического балансов реакторов, освещены вопросы их гидродинамики. Рассмотрена термодинамика химических реакций. Даны примеры расчетов и задачи для самостоятельного решения. Книга дополнена обзорной статьей о современных направлениях работ в области моделирования химических реакторов и исчерпывающей библиографией. [c.4]

В этой связи представляет интерес то, что второе из уравнений (21.30) представляет собой ранее упоминавшееся термическое уравнение состояния (20.28). В старой литературе свободную энергию Гельмгольца многократно привлекали для рассмотрения конденсированных фаз. Объясняется это тем, что вначале интересовались зависимостью от температуры и, принимая во внимание очень слабую зависимость от давления (в области давлений, доступных для обычных методов измерения), пренебрегали различием между постоянным объемом и постоянным давлением. Современное значение свободной энергии Гельмгольца основано прежде всего на том, что этот термодинамический потенциал особенно подходит для расчетов методом статистической термодинамики. [c.107]

Как известно,-химические основы процесса риформинга разработаны русскими химиками Н. Д. Зелинским, В. Н. Ипатьевым, Б. А. Казанским и их многочисленными последователями основы химической термодинамики и прикладной макрокинетики, а также технологические основы процессов современной нефтепереработки в целом были заложены А. В. Фростом. [c.4]

Введем сначала некоторые определения, повсеместно используемые в современной термодинамике электрохимических систем. При этом речь идет в основном о приложении определений 34 к специальной проблеме растворов электролитов. [c.246]

В данной книге, как общепринято в современной термодинамике, в качестве единицы массы всегда использовали моль. При составлении или анализе системы массы компонентов обычно определяют взвешиванием, т. е. в граммах. Так как масса компонента т,-, измеренная в граммах, связана с числом молей по уравнению [c.282]

В следующих разделах кратко описаны и проиллюстрированы некоторые из наиболее важных программ, используемых для проектирования реакторов в сельскохозяйственном отделении Ай-Си-Ай, чтобы осветить некоторые моменты, упомянутые выше. Они пригодны для обработки запросов покупателей о катализаторах и содержат в любое время наилучшую современную информацию по кинетике и термодинамике рассматриваемых реакций. [c.178]

Книга представляет собой фундаментальный курс химической кинетики реакций в растворах. Основные проблемы этой области науки излагаются с точки зрения статистической термодинамики, современных представлений о структуре жидкостей и растворов, с учетом последних достижений в технике эксперимента по химической кинетике. Существенно новым является введение в общий курс кинетики раздела о влиянии давления на скорость и механизм химических продессов в растворе и химических релаксационных эффектов в звуковом поле. [c.4]

Американский ученый Льюис сказал по этому поводу Термодинамика не дает оснований для предположения, что Вселенная гибнет. Выигрыш в энтропии всегда означает проигрыш в осведомленности и ничего больше . Проблема энтропии Вселенной состоит в определении особенностей физических условий, в которых верен один и другой принцип, и выяснении условий, при которых один из них переходит в другой. Можно полагать, что для рашения этой проблемы, далеко выходящей ца пределы термодинамики, современный уровень знания еще недостаточен. [c.63]

Работы Гиббса, отличающиеся предельной обстоятельностью и поразительным изяществом, составили фундамент современной химической термодинамики. Причем Гиббс сделал так много, что его последователи по существу лишь развивали его идеи . Однако о работах Гиббса в Европе узнали далеко не сразу. Дело в том, что статьи Гиббса были опубликованы в Трудах Коннектикутской академии — издании, совершенно не известном ведущим химикам и физикам мира. [c.114]

Для чтения этой книги необходимы знания основ дифференциального и интегрального исчислений, а такк е теории дифференциальных уравнений в пределах обычного курса в химико-технологических вузах. Так как опыт показывает, что на такие знания не всегда можно рассчитывать, в разделе У.1 приведен обзор важнейших типов уравнений, с которыми читателю придется нстретиться в дальнейшем. При изучении главы И полезно беглое знакомство с линййной алгеброй. Предполагается знание основ термодинамики, поэтому в главе П1 лишь суммируются и приводятся к принятой в этой книге системе обозначений необходимые для наших целей термодинамические закономерности. Автор надеется, что большое количество графиков, приведенных в тексте, поможет читателю следить за рассуждениями и научит его извлекать информацию из качественного исследования задачи, прежде чем приступать к вычислениям. Нельзя использовать современные вычислительные машины, не поняв предварительно структуры задачи, иначе результаты вычислений окажутся заведомо бесполезными. [c.11]

Фотосинтез — единственный из всех типов химических реакций (терм ических, каталитических, ферментативных, радиационных и фо— тохимических), позволяющий при мягких термобарических параметрах б o фepы осуществить невероятную, с точки зрения термодинамики химическую реакцию, протекающую с увеличением свободной энергии. Он обеспечивает прямо или косвенно доступной химической энергией все земные организмы и, как будет показано ниже, является источником образования горючих ископаемых. Обратный фотосинтезу процесс представляет собой знакомую всем нам химическую реак1,,ию горения твердых, жидких и газообразных горючих ископаемых с выделением большого количества энергии. Следовательно, растительный и животный мир, а также органические горючие ископаемые Земли есть не что иное как аккумулированная энергия Солнца На современном этапе эволюции Земли ежегодно в результате фотосинтеза образуется 150 млрд. т органического вещества, усваивается 300 млрд. т СО и выделяется около 200 млрд. т свободног о кислорода. Благодаря только фотосинтезу в первичной атмосфере Земли появился кислород, возник озоновый экран, создались условия для биологической деятельности. При гибели организма происходит обратный процесс [c.43]

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]

Шелудко А., Трошев Б. В., Платиканов А. О механизме и термодинамике систем с линией трехфазного контакта // Современная теория капиллярности Сб. — Л. Химия, 1980,— С. 275-279. [c.201]

Макс Планк (1858—1947) — крупный немевдиЯ физик, лауреат Нобелевской премии. Основные труды Пл-атса посвящены термодинамике и тепловому излучению. Введенное Планком представление о квантовом характере излучения и поглощения энергии сыграло весьма важную роль в развитии современного естеетвозиания. [c.63]

Химическая термодинамика представляет собой научную днсцнн-лину, которая изучает 1) переход энергии из одной формы в другую, от одной части системы к другой 2) энергетические эффекты, сопровождающие химические и физические процессы 3) возможность и направление самопроизвольного протекания процессов. Наряду с учением о строении вещества, термодинамика является теоретической основой современной неорганической хи мии. [c.161]

Современные методы расчета равновесных параметров процесса испарения описаны во многих книгах, и здесь нет необходимости вновь излагать их. В новом издании монографии Люиса и Рен-далла, переработанной Питцером и Брюэром содержится ценный материал по термодинамике процессов испарения в разных условиях. Практические методы расчета теплот испарения и давления насыщенного пара жидкостей описаны в книге Рида и Шервуда Весьма полный обзор методов расчета давления насыщенного пара различных неорганических и органических веществ дан в книге М. X, Карапетьянца и Чен Гуанг-Юе Обзор методов [c.49]

В разделе Химическая термодинамика студент знакомится детально с современными методами расчета термодинамических свойств веществ и химического равновесия, в том числе и статистико-термодинамическими. При этом изложение ведется на основании суммы по состояниям системы, а не молекулы. Этот путь более строг и обладает рядом преимуществ. Учитывая, что в ряде вузов не изучается статистическая термодинамика, в главах по феноменологической термодинамике рассматриваются результаты, получаемые статисти- [c.3]

Третий метод вычисления теплового эффекта реакции при температурах Т> 298 К, наиболее современный, основан на использовании табличных данных для теплот образования АуЯ°(298) и высокотемпературных составляющих [Н°(Т) — Я°(298)1 реагентов. Значения [Н°(Т) — Н"(298)1 для газообразных веществ при Р О рассчитываются на основе спектроскопических и структурных данных при помощи методов, разработанных в статистической термодинамике. Для жидких и твердых веществ при расчете [Н°(Т) — Я°(298>] ис-пользукяся экспериментальные данные для теплоемкести [c.217]

Данный учебник иолносгью соответствует программе по химии для инженерно-технических специальностей вузов, утвержденной Министерством высшего и среднего специального образования СССР а 1980 г. Современный уровень развития химии требует изложения курса наукп с позиций учения о строении вещества и в свете идей термодинамики. Этими двумя аспектами определи.пась в основном физико-химическая направленность настоящего курса. Его снециализация для инженеров-механиков выразилась в разделении на две части в части 1 излагается курс общей химии, а в части 2 —химия конструкционных металлов и неметаллических материалов. [c.3]

Задачами этой книги являются изложение современных данных о термодинамике, кинетике и механизмах реакций, лежащих в основе химических процессов переработки нефти, и анализ влияния различных факторов на результаты процессов. Сопоставление и анализ различных представлений о механизмах рассматриваемых реакций потребовали бы сильного увеличения объема книги. Поэтому приведены механизмы реакций, представляющиеся автору наиболее обскнованнымн в настоящее время. [c.3]

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]

В термодинамике эти функции представляют прежде всего исторический интерес, потому что они были первыми характеристическими функциями, которые были введены (Массье, 1865), и потому что Планк широко использовал в своих исследованиях функцию Фа. Их современное значение для практики основано на двух особенностях во-первых, в таком представлении появляются в явном виде калорические величины и и Н в качестве переменных (что в полной мере будет показано в 24), во-вторых, Ф1 и Ф находятся в простой связи с соответствующими термодинамическими потенциалами (что не является общим для функций Массье — Планка). Сравнение выражений (22.8) с (21.28) и (22.12) с (21.35) показывает, что [c.111]

Изложенные авторами материалы, посвященные гид-рогенизационным процессам, обработаны с теоретических позиций современной органической химии, химической технологии, прикладной макрокинетики и химической термодинамики. В предлагаемой монографии рассмотрены химическая термодинамика и превращение углеводородов при гидрогенизационной переработке нефтяного сырья. Описаны катализаторы и способы их производства, получение водорода, технологические основы ведения гидрогенизационных процессов и, наконец, наиболее важные их варианты гидроочистка, гидрокрекинг, гидродеалкилирование, гидрирование и гидроизомеризация. Специальная глава посвящена перспективам дальнейшего промышленного применения гидрогенизации в нефтепереработке. [c.5]

Содер>кание дисциплины Задача flannofi дисциплины - освоение студентами теоретических основ химии и химии элементов и их соединение . В связи с этим программа состоит из двух разделов. Первы содержит основы теории, без которых невозможно понимание свойств и превращений- неорганических веществ современные представления о природе химической связи, строении ве-вещства и межмолекулярном взаимодействии общие закономерности протекания химических процессов изгалаются с привлечением химической термодинамики и кинетики. Второй раздел поввящен систематическому обзору свойств химических элементов и их соединений и включает общую характеристику элементов, способы получения и свойства элементарных веществ, а также некото Я1х соединений, применяемых в различных отраслях народного хозяйства, особенно в нефтеперерабатывающей промышленности. [c.178]

В учебном пособии рассматриваются основные вопросы физической химии строение вещества, химическая и статистическая термодинамика, электрохимия, химическая кинетика, катализ. Изложение теоретических вопросов подтверждено математическими выводами. Книга написана на современном уровие с использованием новых достижений в области квантовой химии, химической кинетики н катализа, электрохимии и т. п. Количествеияые характеристики приведены в Международной системе единиц СИ. [c.2]