Системою називають окреме тіло або групу взаємодіючих тіл, фактично або подумки відокремлених від навколишнього середовища.

Сутність законів термодинаміки. Термодинамічна система і навколишнє середовище

Тема 2. Основи хімічної термодинаміки

1. Сутність законів термодинаміки. Термодинамічна система і навколишнє середовище.

2. Термодинамічні процеси. Внутрішня енергія, ентальпія.

3. Формулювання першого закону термодинаміки. Закон Гесса.

4. Другий закон термодинаміки. Ентропія. Термодинамічні потенціали. Третій закон термодинаміки.

Термодинаміка виникла в першій половині XIX століття як теоретична основа теплотехніки. Основу хімічної термодинаміки складає застосування термодинаміки до хімічних явищ. Термодинаміка базується на трьох законах, які по своєї сіті є постулатами.

Перший закон термодинаміки безпосередньо пов’язаний з законом збереження енергії. Він дозволяє розрахувати теплові баланси різноманітних хімічних та металургійних процесів.

Другий закон термодинаміки – це закон про можливість здійснення самодовільних процесів. На підставі другого закону термодинаміки можна передбачити, за яких зовнішніх умов процес є можливим, в якому напрямку він буде відбуватися.

Третій закон термодинаміки – це закон про абсолютне значення ентропії, він дозволяє обчислити константу рівноваги хімічної реакцій, а отже і максимально можливій вихід продукту реакції.

Предметом хімічної термодинаміки є застосування законів класичної термодинаміки до хімічних і фізико-хімічних явищ; вона розглядає теплові ефекти в хімічних реакціях, фазові переходи індивідуальних речовин і сумішей, хімічні рівноваги.

Оточуюче середовище – це усе, що оточує систему та знаходиться в прямому або непрямому контакті із нею. Прийнято вважати, що оточуюче середовище має такий великий розмір, що віддача або одержання нею теплоти не змінюють її температуру.

В залежності від характеру взаємодії з навколишнім середовищем розрізняють системи відкриті, закриті й ізольовані.

Відкрита система – це така система, що може обмінюватися з навколишнім середовищем енергією і речовиною.

Закритою системою називають таку систему, що не може обмінюватися речовиною з навколишнім середовищем, але може обмінюватися з нею енергією і роботою.

Ізольованою системою називається система, що не має обміну речовиною енергією і роботою з оточуючим середовищем.

Система може бути гомогенна і гетерогенна. Систему називають гомогенною, якщо вона складається з однієї фази. Систему називають гетерогенною, якщо вона складається з кількох фаз.

Фаза – це сукупність однорідних частин гетерогенної системи, яка характеризується певним складом, однаковими хімічними, фізичними та термодинамічними властивостями і відокремлена від інших частин системи поверхнею розподілу. Однофазні системи звуться гомогенними (тобто однорідними). Системи, в яких фаз дві або більше, звуться гетерогенними (тобто різнорідними).

Сукупність усіх фізичних і хімічних властивостей системи називають станом системи. Стан системи характеризують термодинамічними параметрами.

Параметром системи зветься величина, яка кількісно характеризує систему. Параметри, що піддаються безпосередньому виміру, називаються основними параметрами стану системи. Параметри стану, що не піддаються безпосередньому виміру (внутрішня енергія, ентальпія, ентропія, термодинамічні потенціали), розглядаються як функції основних параметрів стану.

Процесом зветься усяка зміна параметрів системи. Характер процесу може бути різним в залежності від умов у яких здійснюється процес. Розрізняють декілька так званих ідеальних процесів:

Ізотермічним зветься процес, який відбувається за сталою температурою (Т = const).

Ізохорним зветься процес, який відбувається за сталим об’ємом (V = const).

Ізобарним зветься процес, який відбувається за сталим тиском (P = const).

Адіабатичним зветься процес, який відбувається без теплообміну з оточуючим середовищем (q = 0).

Дата добавления: 2014-01-07