ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Изотермические процессы и равновесия из "Учебник физической химии" Мы рассмотрели условия самопроизвольного течения процессов и условия равновесия для изолированных систем. С системами, в той или иной степени приближающимися к изолированным, приходится иногда встречаться в практике работы лабораторий и заводов. Однако чаще в производственных или лабораторных аппаратах, в природных или искусственно создаваемых процессах имеют место другие условия и система может обмениваться энергией с окружающей средой. Поэтому следует познакомиться с аналогичными критериями для некоторых других видов систем. [c.155] Энгельс, Диалектика природы. [c.155] Действительно, процессы, осуществляемые нами в производстве или происходящие в природе, по условиям их протекания большей частью приближаются к тому или другому из этих двух случаев. [c.156] Для таких систем условия возможности самопроизвольного течения процесса и условия равновесия проще выралоть не через энтропию, а через максимальную работу процесса. [c.156] Как указывалось выше, самопроизвольно могут протекать только те процессы, при которых система может совершать работу против внешних сил. (Однако не обязательно, чтобы эта работа действительно системой совершалась.) Такое самопроизвольное течение процесса может продолжаться только до тех пор, пока система не исчерпает свою способность совершать работу и не достигнет состояния равновесия. [c.156] Переход газа из одного сосуда в другой может совершаться самопроизвольно только до тех пор, пока давление его в обоих сосудах не станет одинаковым. Переход электричества от одного тела к другому может совершаться самопроизвольно только до тех пор, пока потенциалы обоих тел не станут одинаковыми. Этим и исчерпывается работоспособность системы в данных условиях. По достижении равновесного состояния уже невозможно самопроизвольное течение процесса и невозможно совершение работы. При этом во всех случаях система может совершить тем большее количество работы, чем дальше она была в начальный момент от состояния равновесия. Все это относится и к химическим процессам. [c.156] В этом случае никакой работы при реакции не совершается. Но если ту же реакцию осуществить в гальваническом элементе, то получаемый электрический ток может быть использован для совершения той или другой работы. [c.157] Необходимо различать в зависимости от условий максимальную работу при постоянном объеме Лу и максимальную работу при постоянном давлении (ее называют также максимальной полезной работой). Первую из них определяет уравнение (4). [c.157] Этой величиной максимальной работы определяется возможность самопроизвольного течения процессов. [c.157] При постоянной температуре самопроизвольно могут протекать только процессы, при которых система способна совершать работу против внешних сил, т. е. для которых максимальная работа (Ар или Ау) положительна. [c.157] Самопроизвольное течение процесса имеет пределом достижение состояния равновесия. [c.157] В системах, находящихся при постоянных температуре и давлении, в состоянии равновесия =0, а в системах, находящихся при постоянных температуре и объеме, в состоянии равновесия Ау = 0. [c.158] При равновесиях в химических или физических процессах отсутствие видимых изменений и постоянство состава обусловливаются отнюдь не отсутствием взаимодействия. Обязательным условием возможности установления равновесия является возможность течения процессов как в прямом, так и в противоположном направлениях. Равновесие может устанавливаться тогда, когда системе протекают два процесса, противоположные один другому. Равновесие определяется равенством скоростей этих процессов, в результате чего за одно и то же время одинаковые количества вещества претерпевают изменение как в направлении прямого процесса, так и в направлении обратного. Так, например, равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром обусловливается не прекращением испарения (см. стр. 54), а тем, что при концентрации пара, отвечающей насыщению, число молекул, конденсирующихся из пара в жидкость в единицу времени, равно числу молекул, испаряющихся из жидкости за тот же промежуток. Таким же динамическим характером обладают равновесия и в процессах плавления (например, равновесие между льдом и жидкой водой) и сублимации (например, равновесие между льдом и водяным паром), в процессах растворения (например, равновесие между солью и насыщенным раствором ее) и т. д. [c.158] Таков же характер и истинных химических равновесий. Химические равновесия также определяются равенством скоростей прямой и обратной реакций, т. е. имеют динамический характер. [c.158] Вернуться к основной статье