Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634699)
Контекстум
.

Основы химической термодинамики (к курсу физической химии) (290,00 руб.)

0   0
АвторыБулидорова Г. В., Галяметдинов Ю. Г., Ярошевская Х. М., Барабанов В. П., Казан. гос. технол. ун-т
ИздательствоКГТУ
Страниц218
ID302721
АннотацияРассмотрены основные понятия и законы химической термодинамики, в том числе основы статистической термодинамики и введение в термодинамику неравновесных процессов.
Кому рекомендованоПредназначены для студентов очной формы обучения технологических специальностей по дисциплинам «Физическая химия», «Физическая и коллоидная химия».
ISBN978-5-7882-1151-0
УДК544.3
ББК24.53
Основы химической термодинамики (к курсу физической химии) : учеб. пособие / Г.В. Булидорова, Ю.Г. Галяметдинов, Х.М. Ярошевская, В.П. Барабанов; Казан. гос. технол. ун-т .— Казань : КГТУ, 2011 .— 218 с. : ил. — ISBN 978-5-7882-1151-0 .— URL: https://rucont.ru/efd/302721 (дата обращения: 25.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

ISBN 978-5-7882-1151-0 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2011 2 1 Основные понятия термодинамики Термодинамика - точная наука, и в ней велика роль языка математики. <...> Термодинамика рассматривает макроскопические свойства тел без учета их внутренней структуры и оперирует такими статистическими понятиями, как давление Р или температура Т. <...> Необходимо понимать, что изолированная система - это идеализированное, воображаемое понятие. <...> Сосуды Дьюара Разновидностью изолированной системы является адиабатически изолированная система, которая лишена только возможности теплообмена с внешней средой. <...> Понятие константы равновесия будет рассматриваться нами в дальнейшем; чтобы не забегать вперед, представим такую ситуацию: пусть в начальный момент времени в системе присутствовала только вода. <...> В литературе можно найти также таЗависимость температуры плавления наночастиц золота от радиуса массивный образец 300 0 2 4 6 8 10 12 r, нм кую классификацию термодинамических систем: если в системе совершается только работа расширения, система называется простой. <...> 1.2 Термодинамические переменные (термодинамический параметр, намическая функция) Как уже говорилось, термодинамическая система состоит из большого числа частиц, каждая из которых имеет свои свойства и характеристики. <...> Химическая термодинамика не рассматривает поведение каждой из этих частиц; она характеризует состояние системы в целом. <...> К ним относятся, например, объем системы, масса системы, теплоемкость системы, внутренняя энергия системы и др. <...> Основные свойства идеального газа: - молекулы представляются в виде материальных точек, не имеющих формы, размеров, объема; - молекулы находятся в хаотическом движении, на скорость которого влияет температура; - молекулы движутся прямолинейно и равномерно, меняя направление только в результате столкновений между собой или со стенками сосуда, содержащего газ; - столкновения молекул <...>
Основы_химической_термодинамики_(к_курсу_физической_химии).pdf
Составители: доц. Г.В. Булидорова проф. Ю.Г. Галяметдинов проф. Х.М.Ярошевская проф. В.П.Барабанов Основы химической термодинамики (к курсу физической химии): учебное пособие / Г.В. Булидорова, Ю.Г. Галяметдинов, Х.М.Ярошевская, – В.П.Барабанов Казань: Изд-во Казан. гос. технол. ун-та, 2011. – 218 с. ISBN 978-5-7882-1151-0 Рассмотрены основные понятия и законы химической термодинамики., в том числе основы статистической термодинамики и введение в термодинамику неравновесных процессов. Предназначены для студентов очной формы обучения технологических специальностей по дисциплинам «Физическая химия», «Физическая и коллоидная химия». Подготовлены на кафедре физической и коллоидной химии КГТУ Печатаются по решению методической комиссии по циклу естественнонаучных дисциплин Рецензенты: зав. кафедрой Физической химии ФГАОУ ВПО Казанский (Приволж-ский) федеральный университет проф. Соломонов Б.Н., зав. кафедрой Химии Казанского государственного энергетического университета проф. Чичиров А.А. ISBN 978-5-7882-1151-0 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2011 2
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ 1 Основные понятия термодинамики ......................................... 3 1.1 Термодинамическая система. Компонент системы. Фаза ... 3 Классификация термодинамических систем ................................ 4 1.2 Термодинамические переменные (термодинамический параметр, термодинамическая функция) ........................................ 9 1.3 Термодинамические процессы ............................................. 12 2 Идеальные и реальные газы. Параметры газов. Уравнение состояния ..................................................................................................... 14 2.1 Параметры газа ...................................................................... 16 Объем (V) ............................................................................... 16 Давление (Р) ........................................................................... 16 Температура (Т) ..................................................................... 16 2.2 Уравнение состояния идеального газа ................................ 17 2.3 Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса ...................... 20 3 Первый закон термодинамики ...................................................23 3.1 Энергия. Внутренняя энергия .............................................. 23 3.2 Передача энергии: теплота и работа ................................... 27 3.3 Вычисление работы расширения идеального газа ............. 28 3.4 Изучение тепловых явлений. Вычисление количества теплоты. Теплоемкость ............................................................................... 31 3.5 Первый закон термодинамики ............................................. 41 3.6 Применение Первого закона термодинамики к некоторым системам. Энтальпия .................................................................. 46 4 Термохимия. Закон Гесса ...........................................................48 4.1. Применение закона Гесса – методы расчета тепловых эффектов ........................................................................................... 50 Прием алгебраического сложения термохимических уравнений ...................................................................................... 50 Прием термохимических схем .............................................. 51 Вычисление тепловых эффектов по справочным данным .. 53 Вычисление тепловых эффектов по теплотам образования ................................................................................................ 53 Вычисление тепловых эффектов по теплотам сгорания ..... 55 Расчет теплового эффекта по энергиям связей .................... 57 4.2 Зависимость теплового эффекта от температуры. Закон Кирхгофа ...................................................................................... 59 214
Стр.214
4.3 Вычисление теплового эффекта реакций при различных температурах. Применение закона Кирхгофа ......................... 63 Пример ................................................................................... 65 5 Второй закон термодинамики ................................................... 66 5.1 Второй закон термодинамики. Формулировки ................. 66 5.2 Тепловые машины. КПД. Цикл Карно ................................ 69 5.3 КПД цикла Карно .................................................................. 73 5.4 Разбиение произвольного обратимого икла на циклы Карно. Энтропия ...................................................................................... 80 5.5 Объединенное уравнение 1 и 2 законов термодинамики .. 83 5.6 Свойства энтропии ................................................................ 83 5.7 Вычисление энтропии ........................................................... 85 Пример ................................................................................... 87 6 Характеристические термодинамические функции ................90 6.1 Функция Гельмгольца ................................................................ 90 Пример ................................................................................... 91 6.2 Функция Гиббса ................................................................... 95 6.3 Связь между ∆G и ∆А .......................................................... 97 6.4 Характеристические ТД функции ....................................... 97 Как определить возможность и направление протекания самопроизвольного процесса в данной системе? ................ 98 Как определить предел протекания этого процесса и охарактеризовать состояние равновесия? ............................ 99 Как через производные характеристических функций получить другие термодинамические параметры, характеризующие данную систему и процесс? .................................................. 99 6.5 Свойства функций Гиббса и Гельмгольца ........................ 106 Влияние температуры. Уравнения Гиббса – Гельмгольца (уравнения максимальной и максимальной полезной работы) .............................................................................................. 106 Влияние давления ................................................................ 107 6.6 Приведенная функция Гиббса ........................................... 108 7 Химический потенциал ............................................................109 7.1 Растворы, идеальные и реальные ...................................... 110 7.2 Парциальные молярные величины .................................... 112 7.3 Химический потенциал ...................................................... 115 7.4 Уравнения Гиббса-Дюгема ................................................ 117 7.5 Методы определения парциальных молярных величин . 118 Аналитический метод.......................................................... 118 215
Стр.215
Графические методы ........................................................... 119 7.6 Фугитивность ...................................................................... 120 7.7 Определение фугитивности ............................................... 126 При помощи объемной поправки реального газа .............. 126 Приближенный метод ......................................................... 130 7.8 Активность ........................................................................... 130 8 Химическое равновесие ...........................................................131 8.1 Характеристики химического равновесия ....................... 132 8.2 Закон действия масс и константа равновесия .................. 134 8.3 Способы выражения констант равновесия ....................... 137 8.4 Константа равновесия гетерогенной реакции ................. 139 8.5 Смещение равновесия. Принцип Ле-Шателье. Факторы, влияющие на константы равновесия ....................................... 140 8.6 Использование закона действия масс для расчета состава равновесной смеси и констант равновесия ............................ 143 8.7 Уравнение изотермы химический реакции ...................... 146 а) Прямой расчет ................................................................. 152 б) Косвенный расчет............................................................ 153 Пути расчета константы равновесия .................................. 153 9 Третий закон термодинамики ..................................................160 9.1 Формулировки и история ................................................... 160 9.2 Следствия из третьего закона ............................................ 164 Следствие первое ................................................................. 164 Следствие второе ................................................................. 166 Следствие третье ................................................................. 166 Следствие четвертое ............................................................ 166 10 Введение в статистическую термодинамику .......................169 10.1 Статистический метод в термодинамике ........................ 169 10.2 Основные понятия теории вероятностей ........................ 171 10.3 Основные понятия статистической термодинамики ..... 174 10.4 Статистика Максвелла — Больцмана ............................. 178 10.5 Связь энтропии и термодинамической вероятности ..... 182 10.6 Распределение Максвелла-Больцмана. Сумма по состояниям................................................................ 184 10.7 Свойства сумм по состояниям ......................................... 190 10.8 Выражение термодинамических величин через сумму по состояниям ................................................................................. 191 10.9 Пример вычисления суммы по состояниям для поступательного движения .................................................................... 193 216
Стр.216
11 Введение в термодинамику неравновесных процессов ........ 195 11.1 Основные понятия неравновесной термодинамики ...... Открытые системы .............................................................. Потоки и силы ..................................................................... Производство энтропии ...................................................... Стационарное неравновесие ............................................... 199 199 200 202 204 11.2 Линейная и нелинейная неравновесные термодинамики 205 11.3 Устойчивость стационарных состояний. Самоорганизация 206 217
Стр.217

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически
.