Читать онлайн «Химическая термодинамика в курсе общей химии: Методические указания»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Химический факультет Кафедра общей химии ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА В КУРСЕ ОБЩЕЙ ХИМИИ (методические указания для студентов I курса химического и биолого-почвенного факультетов дневного и вечернего отделений. ) Составители: Гончаров Е. Г. , Афиногенов Ю. П. Воронеж, 2000  -2- Введение Предлагаемое студентам 1 курса данное методическое пособие не претендует на последовательное изложение основ термодинамики - это уже сделано в учебнике ″Общая химия″. По замыслу авторов предлагаемая разработка позволит по-новому взглянуть на некоторые проблемы термо- динамики и с помощью конкретных примеров более подробно рассказать о тех сторонах этой дисциплины, которые из-за ограниченного объема не смогли войти в учебник. Авторы старались достаточно строго и в то же время доступно из- ложить некоторые вопросы химической термодинамики - так, чтобы ″за лесом формул″ не терялась сама химическая проблема. Авторы также попытались сказать несколько слов о термодинамике неравновесных процессов - дисциплине, объединяющей классическую (равновесную) термодинамику и химическую кинетику. Насколько удался этот первый опыт, покажут отзывы преподавателей и студентов. Некоторые основные понятия химической термодинамики 1. Термодинамическая система (в дальнейшем - система) - совокупность тел, выделенных из окружающей среды для термодинамиче- ского анализа. Она отделена от окружающей среды реальной (физической) или мысленной поверхностью раздела. В зависимости от степени изоли- рованности системы делятся на изолированные, закрытые и открытые. Изолированная система соответствует предельному случаю, когда с внешней средой отсутствует обмен массой и энергией. Закрытая система может обмениваться энергией с внешней средой, но масса ее остается постоянной (массообмен не осуществляется). Открытая система может обмениваться с окружающей средой как энергией, так и массой. 2. Функции состояния. Состояние системы характеризуется термодинамическими величи- нами, которые являются функциями ее состояния. Любая физическая ве- личина, однозначно определяющая состояние данной системы в положе- нии равновесия, является функцией состояния. Функциями состояния яв-  -3- ляются температура, давление, мольный объем, внутренняя энергия, эн- тальпия, энтропия, энергия Гиббса и многие другие величины, однозначно определяющие состояние системы в момент установления равновесия. Важным свойством функции состояния является независимость ее от предыстории системы, т. е. пути, по которому система пришла в данное состояние. В качестве примера можно рассмотреть перемещение человека по горной дороге на автомашине из пункта А в пункт В (рис. 1). Высота над В уровнем моря I U2 А II U1 путь Рис. 1 Потенциальная энергия автомобиля с путником будет определяться высотой подъема h и совершенно не будет зависеть от пути перехода из пункта А в пункт В.