Кричевский И.Р. Понятия и основы термодинамики (Кричевский И.Р. Понятия и основы термодинамики.djvu)

и. Р. Кричевский ПОНЯТИЯ И ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ Издание 2-е, пересмотренное и дополненное ИЗДАТЕЛБСТВО ХИМИЯ" ИОскВА 1еуе УЛК 541.121! 123: 536.7 К 82 Кричевский О. Р. Понятие и основы термодинамики. Издательство ыХнмия", !970 г. 440 стр. В книге излагаются понятия и основы классической термодинамики. Автор избегает преподносить их читателям аксиоматически, в готовом виде, сразу иа современном уровне, ио стремится знакомить читателей с происхождением и развитием понятий и созданием основ термодинамики. Книга предназначается для всех, кто хочет не только применять термодинамику, ио и понять зту прекрасную науку.

Без понимания термодинамики немыслимо развивать ее дальше. В книге имеется: иллюстраций 38; библиографий 534. 2 — 5 — 4 3 — 1970 Полине Ландау СОДЕРЖАНИЕ 8 1О 11 15 16 19 Тепловые ощущения . Термометры Термическое равновесие Сопоставление термометрических шкал Свойства системы н их измерение Выводы Литература Глава Ш, Теплота Предисловие к первому изданию Предисловие ко второму изданию Система и список обозначений Глава А Встуаительиаа О предмете термодинамики Методы изложения термодинамики Литеватура Глава !1, Температура Две гипотезы о природе теплоты Калориметрия Теплоемкость Скрытая теплота Термохимия Выводы Литература Глава 1К Адиабатические процессы Адиабатические процессы в газах Опыт Гей-Люссака Теплоемкость газов прн постоянном Отношение теплоемкостей газа при и постоянном обьеме давлении постоянном давлении 20 22 28 31 32 40 41 45 49 51 54 57 59 60 63 64 65 66 Опыт Дезорма и Клемана Выводы Литература 70 72 73 Глаза У.

Механическое движение Глава Глава Глава Две меры движения Сила Работа Энергия Принцип исключенного вечного двигателя Принцип возможных перемещений Измерение количества работы Выводы Литература Уй Принцип аквивалентности между работой и теп- лотой Первое начало термодинамики Сохранение живой силы Сохранение материи и движения Сохранение и превращение движения .

Механический зквивглент теплоты Принцип исключенного вечного двигателя Выводы Литература УП. Следствия из принципа эквивалентности. Энергия Закрытая система Работа и теплота Внутренняя знергия системы Теплоеикость. Опыты Тейлора — Рихмана Закон Гесса Уравнение Пуассона Термодинамические свойства идеального газа Лксиоматическое направление в термодинамике Выводы Литература УПЛ Идеальные тепловые машины «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать зту .силу« Пнкл Карно Квазистатические процессы Постулат Карно — Томсона.

Постулат Клаузнуса. Теоремы квазистатического цикла Карно Выводы Литература 75 78 80 82 84 86 88 90 9! 93 93 95 96 105 112 112 113 116 1!7 123 128 132 133 135 137 140 140 144 148 154 168 167 189 Глава Карно. Функ- Глава 201 203 214 . 216 . 2!8 . 234 , 236 Глава Нестатические цчклы. Постулаты Томсона и Клаузиуса . 237 Обратимые н необратимые процессы . . . . . . .

. 242 Критерии обратимости и необратимости процессов . . . 245 . 249 . 255 . 258 . 266 270 272 276 277 Термодинамические уравнения для химических потенциалов . 3!8 7Х. Термодинамические шкалы температуры. Второе начало термодинамики. Энтропия Бесконе ~но малые кваэистатические циклы ция Карно Термодинамические шкалы температуры Приведенная теплота Энтропия Выводы Литература Х. Основания и методы вывода термодннамических уран пений Основания вывода термодинамических уравнений !Тифференциальное выражение Пфаффа Метод В. Томсона Метод Клаузиуса Метод характеристических функций Массье — Гиббса Характеристические функции О вычислении значений характеристических функций Выводы Литература Хй Развитие, равновесие и стабильность термодииамнческих систем Энтропия как критерий обратимости и необратимости про- цессов Развитие термодинамическик систем Равновесие термодинамических систем Стабильность термодинамнческих систем Второе начало термодинамики в аксиоматическом изло.

женин Термодинамические уравнения нестатических процессов Выводы Л и те р а тур а Глаза ХП Химическая термодинамика Торможение процессов Применимость термодинамики к химическим процессам Энтропийный принцип н химической термодинамике Метод Де Донде Метод Гиббса 172 181 186 190 197 198 280 282 287 296 306 . 332 . 336 . 338 .

339 Глава Х1П. Растворы Фазовые равновесия с участием бесконечно разбавлен- ного двойного раствора . . . . . . . . . . . . . 341 Химические потенциалы компонентов в бесконечна раз- бавленных растворах . . . . . . . . . . , . . . 354 Парциальные мольные (удельные) величины . . . . . 360 Парциальные мольные (удельные) величины для разбав- ленных растворов . . . . . . .

. . . . . . . , 369 О коэффициенте йТ в уравнениях для химических потен- циалов . . . . . . . . . . . . . , . . . . , . 376 О вычислении химических потенциалов компонентов . . 381 Выводы ...... '............. 387 Литература .........,,,.... 388 Глава Х)У. Поведение термодинамических систем вблизи абсолютного нуля температуры. Третье начало термоди- намики Глава ХУ, Заключительная . 414 . 415 .

420 . 423 . 426 . 433 Летучесть и активность Стабильность химического равновесия Выводы Литература Постановка проблемы Третье начало термодинамики «Замороженные» фазы Общий метод получения низких температур Принцип недостижимости абсолютного нуля Термодинамические свойства систем при абсолютном Об «абсолютных» значениях энтропии Выводы Литература О дальнейшем развитии термодинамики Элементы релятивистской термодинамики Элементы термодинамики необратимых процессов Литература Именной указатель Предметный ухазатель . 391 .

394 . 399 . 405 нуле 407 . 409 . 4!О . 411 ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ По термодинамике издано очень много книг. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на список (неполный) основных руководств по термодинамике, приведенный в книге Дж. П. Партингтона е. Книга Партингтона опубликована в 1949 г., и в настоящее время список литературы по термодинамике можно было бы значительно пополнить.

Неудивительно поэтому, что теперь от каждой новой книги по термодинамике читатели справедливо требуют права на появление. В той или иной форме читатели задают вопросы, подобные поставленным в одном отзыве на очередную книгу по термодинамике. «Первый вопрос: принадлежит ли новая книга к большому числу плохих книг или к небольшому числу хороших книг? Если книга принадлежит к разряду хороших книг, то возникает второй вопрос: что за взнос делает книга в термодинамику, изложением ли по-новому старого материала или включением нового материала г» "* Если при обсуждении данной книги дело дойдет до второго вопроса, то сам автор видит свое право на пополнение термодинамической литературы еще одной книгой не столько в новизне материала, сколько в характере его изложения.

Автор — противник изложения термодинамики «как своего рода математической игры, целью которой является вывод наибольшего числа уравнений из возможно меньшего числа постулатов» е*". Он * Дж. П, Парт ингтон, Повышенный курс физической химии (Л. Р. Р а г11п К1оп, Ап Абтапсед Тгеапве оп Рйуз!са! Сйеш!з(гу, (Го!. 1, 1лпбоп — Неш Уогй — Тогоп1о, !949). " Из отзыва о книге Р. Х а а в е «Термодинамика смешанных фаз» (и. Н а а з е, Тнегшобупаших бег М!зспрйазеп, Весил — ОоСИпйеп — Неше!Ьегд, 1956), опубликованного в Тгапз. Рагабау зос., 54, 448 (!958) под инициалами М. 5. М.

'»» Из отзыва о кинге Э. А. Г уг ге нх ей м а «Термодинамика. Повышенный курс длн химиков и физиков» (Е. А. Йо яйепйе!ш, Тйегшобупашкз. Ап Абчапсед Тгеа(гпеп1 !ог 'Сйеппыз апб Рьуысым. 3 еб., Ашз!егдаш, 1957). Отзыв принадлежит А. С и р с н (А. %. 5еагсу) и опубликован в 5. Агп. Сйеш.

5ос» 80, !267 (!958), уделяет главное внимание по возможности полному изложению понятий и основ термодинамики. Избегая преподносить их читателям единым духом, в готовом виде, сразу на современном уровне, он стремится знакомить читателей с развитием понятий и созданием основ термодинамики. Вместе с тем книга представляет собой изложение термодинамики, а не истории термодинамики. Обо всем этом подробнее в главе 1. В книге обсуждается только феноменологическая (она же классическая) термодинамика.

Сделано это по двум причинам. Во-первых, феноменологическая термодинамика является самостоятельной наукой, со своей собственной обширной тематикой и своими многочисленными проблемами и должна изучаться как таковая. Во-вторых, для изложения основ и понятий статистической термодинамики в том духе, в каком задумана настоящая книга, понадобилось бы по меньшей мере удвоить ее объем.

Автор не счел возможным приводить без оснований и доказательств отрывки сведений из статистической термодинамики и предпочел совсем не касаться этого вопроса. Книга написана на основе лекций по термодинамике, которые автор периодически, начиная с 1929 года, читал различным группам слушателей, преимущественно научным сотрудникам и аспирантам Государственного научно-исследовательского и проектного института азотной промышленности. Автор приносит всем своим слушателям благодарность и одновременно извинения за то, что он испытывал на них различные методы изложения термодинамики. Друзья'автора не раз утешали его, что он относительно лучше читает лекции, чем пишет.

Поэтому автор, по возможности, постарался сохранить в книге дух и язык лекций. Автор благодарит заведующую библиотекой Института азотной промышленности О. М. Малахову, сотрудницу библиотеки 3. Е. Чернову и референта Института О. С. Соловьеву, постоянно снабжавших автора литературой, понадобившейся ему при работе над книгой. Г, Д. Ефремова, А. М. Розен, Л. А. Ротт и Н. Е.

Хазанова читали рукопись книги, когда она была т з1а1и пазсегкЦ и автор благодарен всем им за многие полезные замечания. Автор выражает сердечную признательность члену-корр. АН СССР Я. И. Герасимову, прочитавшему подготовленную к печати рукопись и давшему много ценных советов. Автор признателен доктору химических наук М. Г. Гоникбергу, который сделал для книги гораздо больше, чем это входило в его обязанности редактора книги. ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ Замысел книги полностью сохранен во втором издании.

В текст внесены многочисленные добавления. Они должны помочь читателям лучше усвоить понятия и основы термодинамики. В этих же целях заново осуп1естплена я литературная редакция книги. Преподавать термодинамику в аксиоматическом изложении формально можно. Ее только нельзя изучить в таком изложении. Математика, по-видимому, единственная наука, которой свойствен аксиоматический метод. Но даже при обучении математике этот метод часто приводит к печальным результатам. «Планируя курс математики, преподаватель может поставить своей целью создать совершенное математическое произведение искусства.