Термодинамика и равновесие

Физическая химия. Химическая термодинамика и равновесия. М., 1970 [c.2]

Химическая термодинамика и равновесия. Том 2 [c.2]

В данной книге главное внимание сосредоточено на методах термодинамики и логических связях между исходными постулатами и их следствиями. Книга не претендует на полноту представления современной термодинамики. Включение в нее элементов теории устойчивости термодинамических систем, равновесий во внешних силовых полях и некоторых других не традиционных, но важных для химической термодинамики проблем проведено ценою сокращения или конспективного изложения других разделов. Поэтому предлагаемая книга ни в коей мере не может заменить собою существующие, но автор надеется, что она послужит полезным дополнением к ним. [c.5]

Последнее обстоятельство следует отметить особо в термодинамике рассматриваются вполне определенные, возможные при заданных условиях, а не любые мыслимые вообще процессы и равновесия. При рассмотрении химических реакций, напрнмер, не учитываются ядерные превращения в веществах, хотя любая реальная химическая система не равновесна по отношению к этим превращениям [6]. [c.35]

Работой называют способ изменения состояния системы при помощи изменения ее внешних переменных, а теплотой — способ, не связанный непосредственно с изменением внешних переменных. Чтобы совершить работу, необходимо произвести макроскопические перемещения тел в системе или во внешней среде при расширении системы перемещаются окружающие ее тела, при электризации перемещаются тела в источнике, создающем электрическое поле, работа внешнего гравитационного поля связана со смещением положения источника гравитации относительно системы и т. д. Теплопередача происходит без подобных макроскопических перемещений. Молекулярный механизм теплопроводности состоит в передаче энергии от одного колеблющегося атома к другому, т. е. здесь тоже имеет место смещения атомов относительно центров равновесия, но микроскопические и неупорядоченные смещения, которые при усреднении в пространстве и во времени не сказываются на значениях внешних переменных. Теплоту иногда называют микроскопической работой, что несколько сближает терминологию термодинамики и механики (в последней работа является единственной причиной изменения состояния системы), но не меняет существа различий между этими понятиями. [c.38]

Термодинамика и статистическая физика изучают тепловую форму движения материи. Их основное содержание составляет рассмотрение закономерностей теплового движения в системах, находящихся в тепловом равновесии (см. 1), когда в них отсутствуют макроскопические перемещения одной части относительно другой, а также закономерностей при переходе систем в равновесное состояние . Отсюда видно, что предмет изучения термодинамики и статистической физики один и тот же. Существенное отличие их друг от друга состоит в методах исследования, поэтому они излагаются раздельно. [c.9]

Согласно второму исходному положению термодинамики, при равновесии все внутренние параметры являются функциями внешних параметров и температуры, и поэтому, когда Д и Г заданы, они не нужны для определения состояния равновесной системы. Если система отклонена от состояния равновесия, то внутренние параметры уже не являются функциями только внешних параметров и температуры. Поэтому неравновесное состояние необходимо характеризовать дополнительными независимыми параметрами. Это позволяет рассматривать неравновесную систему как равновесную, но с большим числом параметров и соответствующих им обобщенных сил, удерживающих систему в равновесии, причем термодинамические функции системы в неравновесном состоянии будем считать равными значениям этих функций у равновесной системы с дополнительными удерживающими силами . [c.120]

Уместно отметить, что статистическое толкование второго начала термодинамики служит опровержением теории тепловой смерти Вселенной. Если бы даже обычная термодинамика и статистика и были применимы к таким огромным системам, какой является Вселенная, то и тогда на их основании нельзя сделать вывода о неизбежности тепловой смерти Вселенной. Действительно, в такой системе должны были бы происходить флуктуации, размеры которых, определяемые масштабом Вселенной, могли бы быть весьма значительными, по крайней мере по сравнению с земными размерами. Больцман, впервые рассмотревший этот вопрос, высказал предположение, что наблюдаемое неравновесное состояние доступной нам части Вселенной является результатом происшедшей здесь флуктуации гигантского размера, причем в остальных частях Вселенной имеет место тепловое равновесие. После того как эта флуктуация рассеется, процессы во Вселенной примут обратимый характер, такой же, какой они имели до возникновения флуктуации. [c.91]

Подавляющее большинство исследуемых естественными науками объектов представляют собой растворы различных веществ. Не являются исключением и так называемые индивидуальные вещества, представляющие, как правило, растворы изотопов. В монографиях н учебных пособиях по общей и химической термодинамике главное внимание уделено изложению основных законов, анализу равновесных свойств и превращений однокомпонентных веществ или же термодинамического аспекта химических равновесий. Последовательному и детальному рассмотрению вопросов, относящихся к термодинамической теории растворов, уделяется значительно меньшее внимание. В курсах физической химии, читаемых в университетах и других высших учебных заведениях, изложение термодинамики растворов носит конспективный характер. В силу указанных причин существует известный разрыв между уровнями преподавания термодинамики растворов и научной литературой по этому вопросу. Квалифицированное владение методами термодинамики растворов, по нашему мнению, является необходимой частью физико-химического и химического образования, основой активного применения их для решения научных и прикладных задач. Следует также иметь в виду, что, несмотря на относительную простоту принципов термодинамики и соответствующего математического аппарата, ее приложение к конкретным задачам требует термодинамической культуры , позволяющей избежать возможных ошибок, которые в истории термодинамики совершались даже выдающимися учеными. Систематическому изложению термодинамической теории растворов неэлектролитов и посвящено данное учебное пособие. [c.4]

Прикладные курсы термодинамики имеют и соответствующие наименования техническая термодинамика, изучающая теорию тепловых двигателей, холодильных машин, компрессоров химическая термодинамика, изучающая равновесие и направление химических реакций, теорию растворов и т. п. физическая, или общая, термодинамика, изучающая теорию фазовых превращений, состояние вещества и т. д. [c.6]

Здесь Т ds — количество тепла, необходимое для поддержания постоянной температуры, н поэтому оно рассматривается как связанная часть энергии (связанная с необходимостью теплообмена). Остальная часть, т. е. разность (dU—Tds) — свободная энергия . В таком же отношении к функции / находится функция Ф, поэтому она получила название свободной энтальпии. В последующем показано, что характеристические функции также весьма удобны для определения целого ряда физических явлений как, например, процессов дросселирования и условий равновесия фаз. Однако основное их значение заключается в развитии математического аппарата термодинамики и установлении важнейших термодинамических соотношений. [c.57]

Теория химического равновесия развивается на основе второго закона термодинамики и закона действующих масс, открытого в начале 60-х годов прошлого столетия. Одним из первых общую идею закона действующих масс высказал [c.176]

Сформировался раздел гидромеханики, рассматривающий законы равновесия и движения жидкости в открытых и закрытых руслах и способы их применения для рещения технических задач. Этот раздел гидромеханики получил название гидравлика . Именно гидравлика как прикладная наука совместно с термодинамикой и газовой динамикой, изучающими законы движения газа, является научной основой для расчета и проектирования современных гидравлических и пневматических систем и их элементов. [c.4]

Пособие содержит традиционные (для своего названия) разделы, посвященные строению атомов и молекул, периодическому закону и Периодической системе элементов, природе химических связей, основным понятиям химической термодинамики и кинетики, химическому равновесию, обменным и окислительно-восстановительным процессам. Изложены также принципы и концепции, составляющие теоретический арсенал современной химии, теории неравновесных процессов от законов линейной неравновесности до концепций смены качества. [c.190]

В разд. 2 даны основные законы термодинамики и указаны важнейшие сферы их применения, рассмотрены фундаментальные определения, обеспечивающие понимание общности методов термодинамики для анализа различных явлений, включая реальные процессы теплоэнергетики. Описаны основные термодинамические свойства твердых тел, жидкостей и газов, представлены дифференциальные уравнения термодинамики, устанавливающие взаимосвязи между этими свойствами. Рассматриваются общие условия равновесия различных видов термодинамических систем, включая фазовое равновесие. Приводятся уравнения для расчета термодинамических свойств газовых смесей, в том числе для влажного воздуха. [c.7]

Полученные выводы имеют непосредственное отношение к термодинамике электродного равновесия в системе сплав — электролит и к селективной коррозии сплава, результатом которой, как уже отмечалось, может быть самопроизвольное выделение чистого (электроположительного) металла, или же образование фазы, обогащенной этим металлом. [c.15]

Примечание редакции с 1972 года изменяется название сфий Итогов науки и техники . Вместо Химии — Кристаллохимия , Технология органических веществ , Химия и технология высокомолекулярных соединений , Диаграммы состояния неметаллических систем , Электрохимия , Химическая термодинамика и равновесия , Неорганическая химия , Коррозия и защита от коррозии , а вместо года вводится номер тома. [c.2]

Книга преследует 11ель познакомить читателя с возможностями современной термодинамики и привить ему навыки самостоятельной работы по термодинамическому моделированию реалынмх систем. Она содержит достаточно подробный анализ понятий и методов термодинамики и примеры ее практического использования. Особое внимание уделяется. современным численным методам расчетов сложных химических и фазовых равновесий. Рассмотрены различные физические воздействия на термодинамические системы с химическими реакциями, такие как внешние силовые поля. [c.2]

В этом разделе дан вьшод дифференциальных уравнений, выражающих условия термодинамического равновесия в двухфаз-иых системах. Эти уравнения представляют собой строгие следствия основных законов термодинамики и имеют весьма общий характер. Они применимы к рассмотрению условий равновесия в любых двухфазных системах (жидкость—пар, жидкость—твердая фаза, жидкость—жидкость и т. д.). Для простоты ограничимся случаем двухкомпонентной двухфазной системы. [c.130]

Таким образом, величина X для обеих подсистем имеет одно и то же значение. В общем случае X есть функция температуры и объема Х=Х Т, V). Однако равенство Л] =7.2 обусловлено только совпадением температуры обеих подсистем, относительно объемов 1 1 и 2 никаких специальных допущений не вводится, величины Т] и Уг могут принимать разнообразные значения. Пусть в состоянии равновесия имеем определенные значения У и и Т — = Т 2 = Т. Нарущим равновесие внутри составной адиабатной системы, изменив объем первой подсистемы до значения V"l = У - -is.У, а второй — до значения У"2=У г—АУ. При этом будет Т <.Т2 и между подсистемами возникнет перенос теплоты, который будет продолжаться до установления равновесия Т"1 = Т"2=Т". Объем составной системы не изменился У - -У 2=У" - -У"2, следовательно, работа изменения объема L = L - -L2 = Q , теплота равна нулю в силу адиабатности составной системы. В этом случае по первому закону термодинамики и изменение внутренней энергии равно нулю последняя есть функция объема составной системы и ее температуры и = и(У, Т). Так как П =П" и У =У", то и 7 = 7". Таким образом, при переходе из первого состояния равновесия во второе температура осталась неизменной, а объемы подсистем изменились. Разумеется, и в этом случае справедливы уравнения (3.87) и (3.88), т. е. [c.91]

Результаты исследований позволяют объяснить эффект безызнос-ности на основе законов неравновесной термодинамики и теории образования структур при неравновесных процессах. Согласно термодинамике неравновесных процессов новые структуры могут появляться в природе в тех случаях, ко1 да выполняются следующие четыре необходимых условия I) система является термодинамически открытой, т.е. может обмениваться веществом и (или) энергией со средой 2) динамические уравнения системы нелинейны 3) отклонение от равновесия превышает критическое значение 4) микроскопические процессы происходят коопе-рированно (согласованно) (59, 71] Названные условия могут быть реализованы в некоторых трибосистемах, которые при определенных условиях обладают свойствами открытых термодинамических систем, а микроскопические физико-химические процессы при трении происходят коопериропанно и ведут к возникновению и самоорганизации структур, связанных с производством отрицательной энтропии и увеличением упорядоченности системы. Установлено, что свойства открытой термодинамической системы и самоорганизация структур присуп и трибо-системам в условиях избирательного переноса при трении, [c.142]

Значительная широта и обособленность различных направлений, охватываемых термодинамикой, привели к ее дифференциации. В самостоятельные курсы выделены физическая или общая термодинамика (учение о состоянии вещества, теория фазовых превращений, теория термоэлектрических и магнитных явлений, теория поверхностных явлений и т. п.), химическая термодинамика (учение о химическом равновесии, о направлении химических реакций и их энергетических эффектах, теория растворов и т. п.), релятивистская термодинамика (изучение термодинамтескими методами явлений и процессов, происходящих в условиях действия теории относительности А. Эйнштейна), техническая термодинамика и т. п. [c.7]

ДАН СССР, 1978, т. 240, № 1, с. 104—107 ЖФХ, 1981, т. 55, № 6, с. 1442—1447 Химическая термодинамика и фазовые равновесия. М. Металлургия, 1981, с. 58—65). Последнее обстоятельство свидетельствует о том, что между открытыми и закрытыми системами в термодинамическом отношении нет принципиальных различий. Они различаются лишь в отношении возможностей изменения своих составов, которые для открытых и закрытых систем подчинены различным условиям материальной изоляции (см. Сторонкин А. В,— Вестник ЛГУ,. 1956, № 16, с. 74—84). Прим. ред. [c.106]

ЛОКАЛЬНОЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ — одно из осн. понятий термодинамики неравновесных процессов и механики сплошных сред, равновесие в очень малых (элементарных) объёмах среды, содержащих всё же столь большое число частиц (молекул, атомов, ионов и др.), что состояние среды в этих физически бесконечно малых объёмах можно характеризовать темп-poii Т х), хим. потенциалами [Xf (x) и др. термоди-намич. параметрами, но не постоянными, как при пол-ном равновесии, а зависящими от пространств, координат X и времени. Ещё один параметр Л. т. р.— гидро-дипамич. скорость и(х) — характеризует скорость движения центра масс элемента среды. При Л. т. р. элементов среды состояние среды в целом неравновесно. Если малые элементы среды рассматривать приближённо как термодинамически равновесные подсистемы и учитывать обмен энергией, импульсом и веществом между ними на основе ур-ний баланса, то задачи термодинамики неравновесных процессов решаются методами термодинамики и механики. В состоянии Л. т. р. плотность энтропии на единицу массы является [c.606]

НЕРАВНОВЕСНЫЙ ПРОЦЕСС в термодинамике и статистической физике — фиа. процесс, включающий неравновесные состояния. Пример процесс установления равновесия термодинамич. или статистич.) в изолир. системе, находящейся в неравновесном состоянии. Если в такой системе существуют неоднородное поле темп-р, градиенты концентраций и скоростей упорядоченного движения частиц, то вызванные ими Н. п. теплопроводности, диффузии, вязкого течения способствуют устранению различия свойств в разных частях системы и установлению равновесия. В неизолир. системах Н. п. могут протекать стационарно без изменений физ. состояния системы, пример — теплопередача за счёт теплопроводности при пост, разности темп-р). Н. п. является необратимым процессом, связанным с производством энтропии. Д. Н. Зубарев. [c.330]

На основе термодинамики и опираясь на современные данные, считать это уравнение с достаточной точностью уравнением равновесия нельзя. Однако металлографические наблюдения за фазовыми превращениями на границах зерен заставили Симса [4] и Филипса [41] допустить достоверность этой реакции. Реакция (4.2) или (4.3) начинается примерно при 980 °С и, согласно ряду наблюдений, продол- [c.151]

Возникшие в XIX в. две величайшие теории — термодинамика равновесных и слабо неравновесных систем и теория эволюции Дарвина — долгое время считались идейно противоречашими друг другу. Второе начало термодинамики, утверждающее, что энтропия изолированной системы может только возрастать при неравновесных процессах или оставаться постоянной в равновесии, соответствует тенденции к хаотизации, что позволяет назвать равновесную термодинамику теорией разрушения структур . С другой стороны, теория эволюции утверждает, что в живой природе происходит самоорганизация вещества, возникновение все более сложных и самовоспроизводящихся структур. В связи с этим возникали спекулятивные теории , согласно которым законы термодинамики, и в частности, второе начало, неприменимы к живой материи. Ясно, что закон возрастания энтропии, относящийся к замкнутым системам, не имеет отношения к живым организмам, обменивающимся с окружающей средой энергией и веществом. [c.584]

Итак, несмотря на то что поверхность латуни состоит из чистой меди, экспериментальные данные указывают на очевидное различие потенциалов E +/ o>E u+./zn- tt и E u2+/смо>Еси2+/zn-с . с точки зрения термодинамики электродных равновесий этот. результат может быть истолкован неравенством химических потенциалов электроположительного Компонента в собственной фазе и на поверхности сплава, контактирующего с раствором электролита, т. е. [c.115]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...