ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные понятия и величины из "Краткий курс физ. химии" Такое развитие различных прикладных направлений термодинамики постепенно привело к выделению их в самостоятельйые разделы, в их число входит и химическая термодинамика. [c.179] Предметом химической термодинамики служит термодинамическое рассмотрение явлений, относящихся к области химии, в частности к физической химии. [c.179] Химическая термодинамика изучает также зависимость различных термодинамических свойств веществ как от их химического состава и строения, так и от условий существования данного вещества,— в частности, от температуры и давления. Она изучает также изменения этих свойств при химических и физических процессах. [c.179] Системой называют тело или группу тел, находящихся во взаимодействии и мысленно обособляемых от окружающей среды. Гомогенной называется такая система, внутри которой нет поверхностей раздела, отделяющих друг от друга части системы, различающиеся по свойствам. Системы же, внутри которых такие поверхности раздела имеются, называются гетерогенными. [c.179] Термином фаза обозначается совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и по, всем физическим и химическим свойствам (не зависящим от количества вещества) и отграниченных от других частей системы некоторой поверхностью (поверхностью раздела). Так, в системе, состоящей из жидкой воды и льда, имею тся две фазы — жидкая вода и лед (независимо от того, находится ли последний в виде одного куска или нескольких). Фазы, состоящие из одного какого-нибудь химически индивидуального вещества, называют простыми (их называют также чистыми), я фазы, содержащие два индивидуальных вещества или больше, — смешанными фазами. Любая гомогенная система предст.авляет собой одну фазу. Гетерогенные же системы содержат не менее двух фаз. [c.179] Изолированной системой называют такую систему, которая рассматривается как лишенная возможности обмена веществом или энергией с окружающей средой и имеющая постоянный объем. Последнее условие вызывается тем, что изменение объема всегда связано с производством работы (кроме случая, когда р = 0). [c.179] Изменение функции состояния не зависит, в частности, и от того, обратимым или необратимым путем был осуществлен этот переход. [c.180] Процесс, при котором термодинамическая система, выйдя из некоторого начального состояния и претерпев ряд изменений, возвращается тем или другим путем в исходное состояние, называется круговым процессом, или циклом. Очевидно, в круговом процессе изменение любой функции состояния равно нулю. [c.180] Отнюдь не все термодинамические величины являются функциями состояния. Как мы увидим в дальнейшем ( 68), количество теплоты Q, выделяемой или поглощаемой системой, и количество работы Л, совершаемой системой, зависит не только от начального и конечного состояния системы, но и от того, как происходил переход от одного состояния к другому. Бесконечно малые количества теплоты и работы мы будем обозначать соответственно через бО и ЬА (знак дифференциала d в этих случаях применять не следует). [c.180] Процессы, происходящие при постоянной температуре, называются изотермическими, нли, иначе, изотермными, происходящие при постоянном давлении — изобарными, а происходящие при постоянном объеме — изохорными Адиабатными называют процессы, при которых система не принимает и не отдает теплоты, хотя может быть связана с окружающей средой работой, получаемой от нее и совершаемой над ней. [c.180] Обратимый термодинамический процесс определяют как процесс, допускающий возможность возвращения системы в первоначальное состояние без того, чтобы в окружающей среде остались какие-либо изменения. В противном случае процесс является необратимым. Следует подчеркнуть, что эта обратимость или необратимость процесса в термодинамическом смысле не qвпaдaeт с понятием об обратимости или необратимости химических реакций в химии, где термин обратимый нередко применяется к любым реакциям, которые могут осуществляться как в прямом, так и в обратном направлениях, хотя бы возвращение системы в исходное состояние было связано с теми или иными изменениями в окружающей среде. [c.180] Энергия, как известно, может существовать в различных видах, причем любой вид энергии является соответствующей формой -движения материи. [c.181] 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] Внутренняя энергия зависит, очевидно, как от вида и количества рассматриваемого вещества, так и от условий его существования. При одинаковых условиях для данного вещества количество внутренней энергии прямо пропорционально количеству вещества. [c.181] Энтальпию иначе называют теплосодержанием, однако этот термин может создать впечатление, что она характеризует количество теплоты в теле . Определение (VI, 1) ясно показывает, что это не так. Как и внутренняя энергия, энтальпия является функцией состояния. [c.181] При рассмотрении процессов, протекающих при постоянном объеме, удобнее пользоваться величиной изменения внутренней энергии, а энтальпия оказывается особенно ценной при рассмотрении изобарных процессов. [c.181] Энергия может передаваться от одной части системы к другой в форме теплоты или в форме работы. [c.182] Теплота, как уже было указано, не является функцией состояния. Количество теплоты, выделяемой или поглощаемой при переходе рассматриваемой системы из состояния 1 в состояние 2, зависит от пути перехода. Например, изотермическое расширение идеальных газов не сопровождается выделением или поглощением теплоты, если процесс протекает без совершения газом работы. В противном же случае процесс сопровождается поглощением теплоты. [c.182] Процессы, при которых теплота выделяется, называются экзотермическими, а процессы, при которых теплота поглощается, — эндотермическими. Количественно теплота может выражаться в любых единицах-энергии и относиться к любым количествам вещества. [c.182] Теплоте, выделяемой системой, и теплоте, поглощаемой ею, всегда приписывают противоположные знаки. В термодинамике принято считать положительной теплоту д, поглощаемую системой в данном процессе, и отрицательной — теплоту, выделяемую системой. [c.182] Вернуться к основной статье