О.М. Полторак - Термодинамика в физической химии (1134459), страница 59
Текст из файла (страница 59)
Что такое уравнение Гиббса — Дюгема? Запишите несколько различных форм этого уравнения. 42. Почему идеальные растворы могут иметь различный состав жидкости и пара? Расскажите об основных типах диаграмм состояния для идеальных и неидеальных растворов, находящихся в равновесии с паром. 43. Сформулируйте три закона Гиббса — Коновалова.
Выведите их из уравнения Гиббса — Дюгема. 44. Поясните законы Гиббса — Коновалова на примере бинарных азеотропных смесей. К главе 1Ч 45. Что такое правило фаз? Дайте его вывод с помощью уравнения Гиббса — Дюгема. Приведите определение понятий фаза, компонент, число степеней свободы.
Укажите ограничения, используемые при выводе правила фаз. 298 46. Рассмотрите диаграмму состояния воды при различных давлениях. Примените уравнение Клапейрона — Клаузиуса к процессам плавления, возгонки, испарения. 47. Рассмотрите диаграммы состояния серы и фосфора.
Что такое энантиотропия и монотропия? Примените уравнение Клапейрона — Клаузиуса к процессам плавления, испарения и возгонки. 48. Что такое эвтектика? Расскажите о диаграммах плавкости двухкомпонентных систем и примените к ним правило фаз. 49. Расскажите о свойствах двухкомпонентных систем с конгруэнтной и инконгруэнтной температурой плавления. 50. Примените правило фаз к диаграмме плавкости двухкомпонентной системы с твердыми растворами. Сколько фаз и сколько степеней свободы может иметь система эвтектического состава? 51. Что такое фазовые переходы второго рода? Приведите примеры.
52. Выведите уравнения Эренфеста и расскажите об их применении к опытным данным. К главе Ч 53. Что такое химическая переменная? Используйте ее при записи фундаментального уравнения Гиббса. Запишите с ее помощью условия химического равновесия. 54. Выводите закон действия масс для идеальных и неидеальных растворов. Оцените погрешность отклонений от классического закона действия масс, если реагенты образуют неидеальные растворы.
55. Запишите уравнение изотермы химической реакции и обсудите ее физический смысл. Может ли протекать химическая реакция, если для нее ЛО' положительно? Может ли протекать химическая реакция, если Л0 положительна? Обсудите физический смысл этих различий. 56. Запишите уравнение изобары химической реакции и приведите его вывод, Поясните, каким образом из термодинамических данных находят константы равновесия при различных температурах.
Какие экспериментальные данные для этого необходимы? 57. Укажите три разных способа вычисления констант равновесия при различных температурах. Почему необходимо использовать различные способы? 58. Что такое принцип независимости химических реакций? Как с этим принципом совместить экспериментальные данные по зависимости выхода данного реагента от протекания или непротекания других процессов? 299 59. Что такое нетермодинамические расчеты констант равновесия? Почему нетермодинамическими методами можно вычислять термодинамические величины? 60. Запишите уравнение для приведенной энергии Гиббса. Расскажите о его использовании при расчетах химических равновесий, В чем можно видеть преимущества приведенной энергии Гиббса? Какие данные и для каких веществ приводятся в термодинамических справочниках? 61.
Приведите примеры гетерогенных химических равновесий и расскажите об их термодинамическом описании. Когда концентрации твердых веществ входят в константу равновесия гетерогенной химической реакции? К главе Ч1 62. Что такое адсорбция? Дайте определение адсорбции по Гиббсу. Какие методы определения адсорбции вы можете указать? Расскажите о классификации адсорбционных процессов. 63. Что такое изотерма, изобара и изостера адсорбции? Существует ли взаимосвязь этих уравнений? 64. Напишите несколько уравнений изотерм адсорбции.
Расскажите о свойствах эмпирических и теоретических уравнений изотерм адсорбции. 65. Выведите уравнение изотермы Ленгмюра. Какие допущения при этом используют? Как сопоставить это уравнение с опытом? 66. Укажите взаимосвязь уравнения Ленгмюра с другими известными вам уравнениями химической термодинамики. 67.
Что такое локализованная и нелокализованная адсорбция? Как отличить эти случаи? 68. Что такое полимолекулярная адсорбция? Выведите уравнение БЭТ и укажите, какие допущения были использованы при выводе. 69. Как определить поверхность адсорбента, изучая полимолекулярную адсорбцию? В каких случаях результаты будут недостоверными? Сопоставьте результаты определения поверхности путем изучения нзотерм мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции. 70. Расскажите об адсорбции на энергетически неоднородной поверхности. Рассмотрите изотерму Фрейндлиха и логарифмическую изотерму как изотермы адсорбции на неоднородной поверхности.
Может ли для однородной поверхности выполняться уравнение Фрейндлиха? 71. Что является причиной повышения химического потенциала компонента в дисперсной фазе? Напишите соответствующее уравнение и обсудите его физический смысл. 72. Расскажите о термодинамической теории зарождения новой фазы. Какие здесь наблюдаются соответствия и несоответст- ЗОО вия с опытнымд данными? Почему возникает несоответствие тео- рии и опыта? К главе Ч!! 73. Что такое Г- и р-пространства в статистической физике и с какой целью они введены? В общих чертах расскажите о методе молекулярной динамики и статистическом методе при вычислении средних величин. 74. Сформулируйте основные постулаты статистической термодинамики, обсудите нх физический смысл. Что такое статистические ансамбли и для чего они введены? 75.
Запишите каноническую функцию распределения Гиббса. Какие системы описываются этой функцией распределения, а какие нет? 76. При каких условиях систему с межмолекулярными взаимодействиями можно описать каноническими функциями распределения? Укажите, когда это невозможно. 77. Запишите каноническую сумму по состояниям. Перечислите ее основные свойства. Чем обусловлены свойства суммы по состояниям как статистической характеристической функции? 78.
Что такое статистические аналоги термодинамическнх функций? Перечислите основные уравнения, связывающие статистические аналоги термодинамических величин с суммами по состояниям. 79. Расскажите о функциях распределения Максвелла, Бозе— Эйнштейна и Ферми — Дирака. Укажите на области их совпадения и несовпадения. 80. Что такое молекулярные суммы по состояниям и сумма по состояниям системы в целом? Как они связаны между собой? 81.
При вычислении сумм по состояниям газов и жидкостей в уравнение в качестве множителя входит 1/У!. Как изменятся уравнения химической термодинамики, если пренебречь этим множителем? 82. Запишите известные вам уравнения для энтропии. Как связаны между собой эти уравнения? Попробуйте вывести их одно из другого. К главе У!1! 83. Рассмотрите свойства поступательной суммы по состояниям. Запишите поступательные составляющие термодинамических функций. К каким системам можно применить результаты? 84.
Выпишите формулы для классической и квантово-механической поступательных сумм по состояниям. Когда можно ожидать различия результатов применения обоих формул? 88. Напишите уравнение Закура и Тетродэ. В чем принципиальное отличие статистического определения энтропии от классического? 86. Сформулируйте теорему равнораспределения классической статистической физики, В каких случаях она неприменима? 87.
Запишите колебательную сумму по состояниям. Какие допущения использованы при ее выводе? Что такое «замороженные степени свободы» и каковы их свойства? 88. Рассмотрите колебательные составляющие теплоемкостей и обсудите их роль в химической термодинамике. 89. Рассмотрите сумму по состояниям для ангармонического осциллятора. В каких условиях могла бы наблюдаться расходимость суммы по состояниям и почему она не реализуется? 99. Запишите сумму по состояниям для жесткого ротатора. Какие допущения использованы при выводе? В каких случаях нельзя использовать эту формулу? 91.
Как вычисляют вращательные составляющие термодинамических функций для многоатомных идеальных газов? 92. Что такое заторможенное вращение? Запишите соответствующую сумму по состоянию и рассмотрите составляющие тепло- емкости, связанные с заторможенным вращением. 93.
Что такое орто- и параводород? Рассмотрите равновесие орто — парапревращения водорода при высоких и низких температурах. Поясните, почему в этом расчете особую роль играют вращательная и ядерная сумма по состочниям. 94. Расскажите о парадоксе Гиббса с точки зрения классической статистической термодинамики.
Почему использовано слово «парадоксэ? 95. В чем основное различие классического и статистического описаний химических равновесий? Укажите области применения статистических и классических термодинамических методов расчета. 96. Почему при статистическом описании химических равновесий не нужно знать теплоемкости реагентов и их температурную зависимость? 97.
Что такое конфигурационный интеграл? Рассмотрите схему его вычисления для реальных газов. 98. Рассмотрите результаты статистической термодинамики реальных газов с точки зрения теоремы о соответственных состояниях. Укажите, в каких случаях можно ожидать выполнения этой теоремы и когда нет? 99. Расскажите о методе ячеек в статистической теории жидкостей. Какие экспериментальные данные согласуются с теорией ячеек и какие ей противоречат? Запишите формулы для составляющих термодинамических функций, вычисляемых методами ячеек. 302 100. Расскажите о схеме расчета конфигурационного интеграла по методу ячеек.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
