Химическая термодинамика
Химическая Термодинамика
Хим. Терм. – наука о превращениях энергии в химических процессах и о энергетических характеристиках различных веществ. ХТ базируется на законах термодинамики.
Наиболее подробно изучена термодинамика изолированных систем. Основными понятиями термодинамики являются Работа и Энергия, которые эквивалентны, в связи с чем имеют одинаковую размерность: А = FL = Ньютон*метр – Дж.
ТД рассматривает систему как совокупность отдельных частей, объединенных по какому-то признаку. Любая ТД система характеризуется 3-мя параметрами: Т,V,P. Не следует путать температуру и ТЕПЛОТУ - количество теплоты – энергетическая характеристика процесса теплообмена, определяет количество энрегии, полученное или потерянное системой.
ТД принципиально рассматривает исключительно равновесные системы, т.е. системы, находящиеся в состоянии равновесия при котором отсутствуют какие либо процессы в системе.
Система находится в состоянии ТД равновесия, если значения параметров одинаковы в любой точке системы и остаются одинаоквыми во времени.
Обратите внимание на лекцию "Хорхе Луис Борхес".
Любая система характеризуется своей потенциальной или внутренней энергией – полной энергией, включающей кинетическую и потнециальную энергию составляющих систему элементов. Для вещества внутренняя энергия слагается из: а) кинетической энергии вращательного, колебательного движений частиц, б) потенциальной энрегии притяжения/отталкивания частиц, в) внутриатомной потенциальной энергии взаимодействия электронов и ядра, г) потенциальной энрегии внутриядерных взаимодействий.
При любых взаимодействиях системы с окружающей средой будет происходить изменение уровня внутренней энергии системы. Степень изменения уровня внутренней энергии системы будет определяться только начальной и конечной точками состояния системы, но не путем, которым системы пришла в конечное состояние. (пример с расширением газа из давления Р1 в Р2 и из Р1 через Р3 в Р2). Резиновый мяч можно сжимать сколько угодно, но Е газа в нем будет постоянна. Тогда почему мы устаем от такой работы?
Наличие кинетической и потенциальной составляющих внутренней энергии обуславливает два принципально разных способа передачи энергии: через работу и передачу тепловой энергии (теплоту).
Способ энергообмена систеы со вснешней средой (через работу или теплопередачу) будет определяться способом перехода системы из одного состояния в другое.
Теплота и работа являются единственно возможными неравноценными формами передачи энрегии, зависящими от способа перехода системы из одного состяония в другое.
Наличие двух форм энергообмена обуславливает необходимость рассматривать 2 формы тепловых энергий: энергия процесса при постоянном давлении (Qp) и энергия процесса при постоянном объеме (Qv). Qp отвечает изменению потенциальной энергии системы, Qv – кинетической энергии системы.
