Metallurgiya hisoblarida ishlatiladigan asosiy termodinamik funktsiyalar ichki energiya hisoblanadi u, entalpiya H, entropiya S, shuningdek, ularning eng muhim birikmalari: izobarik-izotermik G = H - TS va izoxorik-izotermik F=U-TS potentsiallar, kamaytirilgan potentsial F \u003d -G / T.
uchun Nernst teoremasiga ko'ra entropiya tabiiy mos yozuvlar nuqtasi Kelvin shkalasi bo'yicha nol daraja bo'lib, kristalli moddalarning entropiyalari nolga teng. Shuning uchun, rasmiy nuqtai nazardan, printsipial jihatdan, har doim entropiyaning mutlaq qiymatini o'lchash yoki hisoblash va uni miqdoriy termodinamik baholash uchun ishlatish mumkin. Ya'ni, entropiya raqamli termodinamik hisoblarni bajarish amaliyotiga hech qanday qiyinchilik tug'dirmaydi.
Va bu erda ichki energiya tabiiy kelib chiqishi yo'q va uning mutlaq qiymati shunchaki mavjud emas. Xuddi shu narsa boshqa barcha termodinamik funktsiyalar yoki potensiallar uchun ham amal qiladi, chunki ular ichki energiya bilan chiziqli bog'liqdir:
H = U + PV;
F = U - TS;
G = H - TS = U - TS + PV;
F= -G/T = S - H/T = S -(U+PV)/T.
Shuning uchun qadriyatlar U, H, F, G va F mos yozuvlar nuqtasi noaniqligi tufayli termodinamik tizim faqat konstantalargacha o'rnatilishi mumkin. Bu haqiqat fundamental asoratlarga olib kelmaydi, chunki barcha qo'llaniladigan muammolarni hal qilish uchun bilish kifoyao'zgarish miqdorlar haroratni, bosimni, hajmni o'zgartirishda, faza va kimyoviy transformatsiyalar paytida termodinamik funktsiyalar.
Ammo haqiqiy hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun ma'lum konstantalarni aniq tanlash bo'yicha ma'lum kelishuvlarni (standartlarni) qabul qilish va tabiatda mavjud bo'lgan barcha moddalar uchun termodinamik funktsiyalarning boshlang'ich qiymatlarini hisoblash uchun yagona qoidalarni o'rnatish kerak edi. Termodinamik funktsiyalarning chiziqli bog'liqligi tufayli H, F, G, F ichki energiyadan U bu yetarli ushbu funksiyalardan faqat bittasi uchun bajaring. haqiqiy edi qadriyatlarning yagona kelib chiqishientalpiya . Muvaffaqiyatli aniq belgilangan jismoniy sharoitlarda ma'lum holatlardagi ba'zi moddalarning entalpiyalariga nol qiymat berish; nomini olgan standart moddalar, standart shartlar va standart holatlar.
Quyida Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqining (IUPAC) termodinamika bo'yicha xalqaro komissiyasi tomonidan tavsiya etilgan muhokama qilinayotgan eng keng tarqalgan konventsiyalar to'plami keltirilgan. Ushbu to'plamni chaqirish mumkin termodinamik standartlar Kimyoviy termodinamika bo'yicha zamonaviy adabiyotlarda amalda aniqlangan.
Standart shartlar
Nernst teoremasiga ko'ra, entropiya uchun tabiiy mos yozuvlar nuqtasi yoki tabiiy standart harorat Kelvin shkalasi bo'yicha nol daraja bo'lib, bunda moddalarning entropiyalari nolga teng. Asosan SSSRda nashr etilgan ba'zi ma'lumotnomalarda standart harorat 0 K. Fizik va matematik nuqtai nazardan katta mantiqqa qaramasdan, bu harorat standart sifatida keng qo'llanilmaydi. Buning sababi shundaki, past haroratlarda issiqlik sig'imining haroratga bog'liqligi juda murakkab va buning uchun etarli darajada oddiy ko'phadli yaqinlashuvlardan foydalanish mumkin emas.
Standart jismoniy sharoitlar 1 atm bosimga to'g'ri keladi(1 jismoniy atmosfera = 1,01325 bar)va harorat 298,15 K(25° Bilan). Bunday sharoitlar termokimyoviy o'lchovlar o'tkaziladigan kimyoviy laboratoriyalardagi haqiqiy jismoniy sharoitlarga eng mos keladi, deb ishoniladi.
Standart moddalar
Tabiatda barcha izolyatsiya qilingan, mustaqil moddalar termodinamikada individual deb ataladi , D.I.Mendeleyev jadvalining sof elementlaridan iborat yoki ular orasidagi kimyoviy reaksiyalar natijasida olinadi. Shunung uchun etarli shart termodinamik miqdorlar uchun mos yozuvlar tizimini yaratish faqat kimyoviy elementlar uchun entalpiyalarni tanlashdir oddiy moddalar sifatida. Bu qabul qilinadi barcha elementlarning standart holatlardagi entalpiyalari standart sharoitlarda nolga teng – harorat va bosim. Shuning uchun termodinamikadagi kimyoviy elementlar ham deyiladi standart moddalar.
Boshqa barcha moddalar standart moddalar (standart holatdagi kimyoviy elementlar) o'rtasidagi kimyoviy reaktsiyalar natijasida olingan birikmalar deb hisoblanadilar. individual moddalar ". Kimyoviy birikmalar uchun (shuningdek, nostandart holatdagi elementlar uchun) entalpiyalarning boshlang'ich nuqtasi standart sharoitlarda amalga oshirilgandek, standart moddalardan ularning hosil bo'lish reaksiyasi entalpiyasining qiymati hisoblanadi.Aslida, albatta. , reaksiyaning issiqlik effekti (entalpiyasi) real sharoitda eksperimental tarzda aniqlanadi, keyin esa standart sharoitga qayta hisoblab chiqiladi. Bu qiymat sifatida qabul qilinadi shakllanishning standart entalpiyasi kimyoviy birikma individual modda sifatida.
Amaliy hisob-kitoblarda shuni esda tutish kerakki, termokimyoda quyidagilar standart sifatida qabul qilinadi. belgi qoidasi entalpiyani tavsiflash. Agar kimyoviy birikma hosil bo'lganda, issiqlik ajralib turadi, belgisi ” tanlangan minus” - izotermik jarayon davomida tizimga issiqlik yo'qoladi. Kimyoviy birikma hosil qilish uchun issiqlik kerak bo'lsa so'riladi, belgisi ” tanlangan ortiqcha” - izotermallikni saqlash uchun tizimga issiqlik atrof-muhitdan beriladi.
Standart davlatlar
Bunday holat uchun muvozanat holati tanlanadi, ya'ni. eng barqaror mavjudlik shakli (agregat holat, molekulyar shakl) kimyoviy element standart sharoitlarda Masalan, bular qattiq holatdagi elementlar - qo'rg'oshin, uglerod grafit shaklida, suyuqlikda - simob va brom, gazsimon azot yoki xlorning ikki atomli molekulalari, bir atomli asil gazlar va boshqalar.
Standart belgilar
Standart qiymatdan standart bosimda hisoblangan har qanday termodinamik xususiyatni belgilash va shuning uchun chaqiriladi standart mulk, belgining yuqori o'ng indeksi 0 (nol) ishlatiladi. Mulk hisoblanganligi tanlangan standartdan, termodinamik funktsiyaning algebraik belgisi oldidagi “” belgisi bilan ko'rsatilgan. Funktsiya qiymatiga mos keladigan harorat ko'pincha o'ng pastki belgisi sifatida beriladi. Masalan, standart entalpiya 298,15 K da moddalar sifatida belgilanadi
Ayrim moddalarning standart entalpiyalari standart holatdagi standart moddalardan kimyoviy reaksiyalar natijasida hosil bo'lish issiqliklari sifatida qabul qilinadi. Shuning uchun termodinamik funktsiyalar ba'zan indeks yordamida belgilanadi f(ingliz tilidan shakllanishi- ta'lim): 
Entalpiyadan farqli o'laroq, entropiya uchun uning mutlaq qiymati har qanday haroratda hisoblanadi. Shuning uchun entropiyani belgilashda "" belgisi yo'q: 
standart entropiya moddalar 298,15 K, 
haroratdagi standart entropiya T.
Standart sharoitlarda moddalarning standart xossalari, ya'ni. standart termodinamik funktsiyalar termokimyoviy miqdorlar jadvallarida umumlashtirilgan va nashr etilgan alohida moddalarning termokimyoviy miqdori bo'yicha qo'llanmalar.
Izobarik jarayonlar ko'pincha haqiqatda uchraydi, chunki texnologik jarayonlar odatda atmosfera bilan aloqa qiladigan qurilmalarda amalga oshiriladi. Shuning uchun, termokimyoviy ma'lumotlarga oid ma'lumotnomalarda ko'pincha quyidagilar mavjud zarur va yetarli har qanday termodinamik funktsiyani, miqdorni hisoblash uchun ma'lumot 
Agar standart absolyut entropiya va hosil bo'lish entalpiyasining qiymatlari ma'lum bo'lsa, shuningdek issiqlik sig'imining haroratga bog'liqligi, boshqa barcha termodinamik funktsiyalarning qiymatlarini yoki qiymatlaridagi o'zgarishlarni hisoblash mumkin.
Uzoq vaqt davomida fiziklar va boshqa fanlar vakillari o'zlarining tajribalari davomida kuzatganlarini tavsiflash usuliga ega edilar. Konsensusning yo'qligi va ko'p sonli atamalarning "ko'zdan kechirilganligi" hamkasblar o'rtasida chalkashlik va tushunmovchiliklarga olib keldi. Vaqt o'tishi bilan fizikaning har bir bo'limi o'zining belgilangan ta'riflari va o'lchov birliklariga ega bo'ldi. Tizimdagi makroskopik o'zgarishlarning ko'pini tushuntiruvchi termodinamik parametrlar shunday paydo bo'ldi.
Ta'rif
Holat parametrlari yoki termodinamik parametrlar - barchasi birgalikda va har biri alohida kuzatilgan tizimni tavsiflashi mumkin bo'lgan bir qator fizik miqdorlardir. Bularga quyidagi tushunchalar kiradi:
- harorat va bosim;
- konsentratsiya, magnit induksiya;
- entropiya;
- entalpiya;
- Gibbs va Helmholtz energiyalari va boshqalar.
Intensiv va keng ko'lamli parametrlar mavjud. Termodinamik tizimning massasiga bevosita bog'liq bo'lganlar ekstensiv, boshqa mezonlar bilan aniqlanadiganlar esa intensivdir. Barcha parametrlar bir xil darajada mustaqil emas, shuning uchun tizimning muvozanat holatini hisoblash uchun bir vaqtning o'zida bir nechta parametrlarni aniqlash kerak.
Bundan tashqari, fiziklar o'rtasida ba'zi terminologik kelishmovchiliklar mavjud. Xuddi shu fizik xarakteristikani turli mualliflar jarayon yoki koordinata, miqdor, parametr yoki hatto xossa deb atashlari mumkin. Hammasi olimning qaysi mazmunda foydalanishiga bog'liq. Ammo ba'zi hollarda hujjatlar, darsliklar yoki buyruqlarni tuzuvchilar rioya qilishlari kerak bo'lgan standartlashtirilgan tavsiyalar mavjud.
Tasniflash
Termodinamik parametrlarning bir qancha tasniflari mavjud. Shunday qilib, birinchi xatboshiga asoslanib, barcha miqdorlarni quyidagilarga bo'lish mumkinligi allaqachon ma'lum:
- ekstensiv (qo'shimcha) - bunday moddalar qo'shilish qonuniga bo'ysunadi, ya'ni ularning qiymati ingredientlar soniga bog'liq;
- qizg'in - ular reaksiya uchun qancha modda olinganiga bog'liq emas, chunki ular o'zaro ta'sir davomida hizalanadi.
Tizimni tashkil etuvchi moddalar joylashgan sharoitga qarab, miqdorlarni fazali reaktsiyalar va kimyoviy reaktsiyalarni tavsiflovchilarga bo'lish mumkin. Bundan tashqari, reaktivlarni hisobga olish kerak. Ular bo'lishi mumkin:
- termomexanik;
- termofizik;
- termokimyoviy.
Bundan tashqari, har qanday termodinamik tizim ma'lum bir funktsiyani bajaradi, shuning uchun parametrlar reaksiya natijasida olingan ish yoki issiqlikni tavsiflashi mumkin, shuningdek, zarrachalar massasini uzatish uchun zarur bo'lgan energiyani hisoblash imkonini beradi.
Davlat o'zgaruvchilari
Har qanday tizimning holati, shu jumladan termodinamik, uning xususiyatlari yoki xususiyatlarining kombinatsiyasi bilan aniqlanishi mumkin. Vaqtning ma'lum bir momentida to'liq aniqlanadigan va tizimning ushbu holatga qanday kelganiga bog'liq bo'lmagan barcha o'zgaruvchilar holat yoki holat funktsiyalarining termodinamik parametrlari (o'zgaruvchilari) deb ataladi.
Agar o'zgaruvchan funktsiyalar vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa, tizim statsionar hisoblanadi. Variantlardan biri termodinamik muvozanatdir. Tizimdagi har qanday, hatto eng kichik o'zgarish allaqachon jarayon bo'lib, u birdan bir nechta o'zgaruvchan termodinamik holat parametrlarini o'z ichiga olishi mumkin. Tizim holatlarining uzluksiz ravishda bir-biriga o'tish ketma-ketligi "jarayon yo'li" deb ataladi.
Afsuski, atamalar bilan hali ham chalkashliklar mavjud, chunki bir xil o'zgaruvchi ham mustaqil, ham bir nechta tizim funktsiyalarining qo'shilishi natijasi bo'lishi mumkin. Shuning uchun “holat funksiyasi”, “holat parametri”, “holat o‘zgaruvchisi” kabi atamalarni sinonimlar deb hisoblash mumkin.
Harorat
Termodinamik tizim holatining mustaqil parametrlaridan biri haroratdir. Muvozanat holatidagi termodinamik tizimdagi zarrachalar birligiga to'g'ri keladigan kinetik energiya miqdorini tavsiflovchi kattalikdir.
Agar kontseptsiyaning ta'rifiga termodinamika nuqtai nazaridan yondashadigan bo'lsak, harorat tizimga issiqlik (energiya) qo'shgandan keyin entropiyaning o'zgarishiga teskari proportsional qiymatdir. Tizim muvozanat holatida bo'lganda, harorat qiymati uning barcha "ishtirokchilari" uchun bir xil bo'ladi. Agar harorat farqi bo'lsa, energiya issiqroq jism tomonidan chiqariladi va sovuqroq jism tomonidan so'riladi.
Termodinamik tizimlar mavjud bo'lib, ularda energiya qo'shilganda tartibsizlik (entropiya) o'smaydi, aksincha, kamayadi. Bundan tashqari, agar bunday tizim harorati o'zinikidan katta bo'lgan jism bilan o'zaro ta'sir qilsa, u o'zining kinetik energiyasini bu jismga beradi va aksincha emas (termodinamika qonunlari asosida).
Bosim
Bosim - bu jismga uning yuzasiga perpendikulyar ta'sir etuvchi kuchni tavsiflovchi kattalik. Ushbu parametrni hisoblash uchun barcha kuch miqdorini ob'ektning maydoniga bo'lish kerak. Bu kuchning birliklari paskal bo'ladi.
Termodinamik parametrlar bo'lsa, gaz o'zi uchun mavjud bo'lgan butun hajmni egallaydi va bundan tashqari, uni tashkil etuvchi molekulalar doimiy ravishda tasodifiy harakatlanadi va bir-biri bilan va ular joylashgan idish bilan to'qnashadi. Aynan shu ta'sirlar moddaning tomir devorlariga yoki gazga joylashtirilgan tanaga bosimini aniqlaydi. Molekulalarning oldindan aytib bo'lmaydigan harakati tufayli kuch barcha yo'nalishlarda bir xil darajada tarqaladi. Bosimni oshirish uchun tizimning haroratini oshirish kerak va aksincha.
Ichki energiya
Tizimning massasiga bog'liq bo'lgan asosiy termodinamik parametrlarga ichki energiya kiradi. U moddaning molekulalarining harakatidan kelib chiqadigan kinetik energiyadan, shuningdek molekulalar bir-biri bilan o'zaro ta'sirlashganda paydo bo'ladigan potentsial energiyadan iborat.
Ushbu parametr aniq emas. Ya'ni, ichki energiyaning qiymati tizim istalgan holatda bo'lganda, unga (holatga) qanday erishilganidan qat'i nazar, doimiy bo'ladi.
Ichki energiyani o'zgartirish mumkin emas. Bu tizim tomonidan chiqarilgan issiqlik va u ishlab chiqaradigan ishlarning yig'indisidir. Ba'zi jarayonlar uchun harorat, entropiya, bosim, potentsial va molekulalar soni kabi boshqa parametrlar hisobga olinadi.
Entropiya
Termodinamikaning ikkinchi qonuni entropiyaning kamaymasligini bildiradi. Boshqa bir formula, energiya hech qachon past haroratli jismdan issiqroq tanaga o'tmasligini taxmin qiladi. Bu, o'z navbatida, doimiy harakat mashinasini yaratish imkoniyatini rad etadi, chunki tanada mavjud bo'lgan barcha energiyani ishga o'tkazish mumkin emas.
"Entropiya" tushunchasining o'zi 19-asrning o'rtalarida foydalanishga kiritilgan. Keyin u issiqlik miqdorining tizim haroratiga o'zgarishi sifatida qabul qilindi. Ammo bunday ta'rif faqat doimo muvozanat holatida bo'lgan jarayonlarga tegishli. Bundan quyidagi xulosa chiqarishimiz mumkin: agar sistemani tashkil etuvchi jismlarning harorati nolga intilsa, entropiya nolga teng bo'ladi.
Entropiya gaz holatining termodinamik parametri sifatida zarracha harakatining tasodifiyligi, tasodifiyligi o'lchovining ko'rsatkichi sifatida ishlatiladi. U molekulalarning ma'lum bir sohada va idishda taqsimlanishini aniqlash yoki moddaning ionlari orasidagi o'zaro ta'sirning elektromagnit kuchini hisoblash uchun ishlatiladi.
Entalpiya
Entalpiya - bu doimiy bosimda issiqlikka (yoki ishga) aylanadigan energiya. Bu, agar tadqiqotchi entropiya darajasini, molekulalar soni va bosimni bilsa, muvozanat holatida bo'lgan tizimning potentsiali.
Agar ideal gazning termodinamik parametri ko'rsatilgan bo'lsa, entalpiya o'rniga "kengaytirilgan tizimning energiyasi" iborasi qo'llaniladi. Ushbu qiymatni o'zimizga tushuntirishni osonlashtirish uchun biz gaz bilan to'ldirilgan idishni tasavvur qilishimiz mumkin, bu piston (masalan, ichki yonish dvigateli) tomonidan bir tekis siqilgan. Bunday holda, entalpiya nafaqat moddaning ichki energiyasiga, balki tizimni kerakli holatga keltirish uchun bajarilishi kerak bo'lgan ishlarga ham teng bo'ladi. Ushbu parametrni o'zgartirish faqat tizimning dastlabki va yakuniy holatiga bog'liq va uni olish usuli muhim emas.
Gibbs energiyasi
Termodinamik parametrlar va jarayonlar, asosan, tizimni tashkil etuvchi moddalarning energiya salohiyati bilan bog'liq. Shunday qilib, Gibbs energiyasi tizimning umumiy kimyoviy energiyasiga ekvivalentdir. U kimyoviy reaksiyalar jarayonida qanday o'zgarishlar sodir bo'lishini va moddalarning umuman o'zaro ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Reaksiya jarayonida tizimning energiya miqdori va haroratining o'zgarishi entalpiya va entropiya kabi tushunchalarga ta'sir qiladi. Bu ikki parametr orasidagi farq Gibbs energiyasi yoki izobarik-izotermik potensial deb ataladi.
Bu energiyaning minimal qiymati, agar tizim muvozanatda bo'lsa va uning bosimi, harorati va moddaning miqdori o'zgarishsiz qolsa kuzatiladi.
Helmgolts energiyasi
Helmgolts energiyasi (boshqa manbalarga ko'ra - oddiygina bo'sh energiya) - bu tizimning tarkibiy qismi bo'lmagan jismlar bilan o'zaro ta'sirlashganda yo'qoladigan energiyaning potentsial miqdori.
Helmgolts erkin energiya tushunchasi ko'pincha tizim qanday maksimal ishni bajarishi mumkinligini, ya'ni moddalar bir holatdan ikkinchi holatga o'tganda qancha issiqlik ajralib chiqishini aniqlash uchun ishlatiladi.
Agar tizim termodinamik muvozanatda bo'lsa (ya'ni u hech qanday ishni bajarmasa), u holda erkin energiya darajasi minimal bo'ladi. Bu shuni anglatadiki, harorat, bosim va zarrachalar soni kabi boshqa parametrlardagi o'zgarishlar ham sodir bo'lmaydi.
KIMYOVIY TERMODİNAMIKA VA KINETIKA ELEMENTLARI
Termodinamik tizimlar: tizimlar (izotermik, yopiq, ochiq) va jarayonlar (izotermik, izobarik, izoxorik) ta'rifi, tasnifi. Standart holat.
Termodinamika - bu fan energiyaning chiqishi, yutilishi va o'zgarishi bilan birga keladigan jarayonlarning umumiy qonuniyatlarini o'rganish.
Kimyoviy termodinamika kimyoviy energiya va uning boshqa shakllari - issiqlik, yorug'lik, elektr va boshqalarning o'zaro o'zgarishini o'rganadi, bu o'tishlarning miqdoriy qonuniyatlarini o'rnatadi, shuningdek, berilgan sharoitlarda moddalarning barqarorligini va ularning ma'lum kimyoviy moddalarga kirish qobiliyatini taxmin qilish imkonini beradi. reaktsiyalar. Kimyoviy termodinamikaning bir boʻlimi boʻlgan termokimyo kimyoviy reaksiyalarning issiqlik taʼsirini oʻrganadi.
Termodinamik ko'rib chiqish ob'ekti termodinamik tizim yoki oddiygina tizim deb ataladi.
Tizim - ko'p sonli molekulalardan (tarkibiy birliklardan) tashkil topgan va boshqa tabiat ob'ektlaridan haqiqiy yoki xayoliy chegara yuzasi (interfeys) bilan ajratilgan har qanday tabiat ob'ekti.
Tizimning holati - bu tizimni termodinamika nuqtai nazaridan aniqlash imkonini beradigan tizim xususiyatlarining yig'indisidir.
Termodinamik tizimlarning turlari:
I. Atrof-muhit bilan modda va energiya almashinuvining tabiati bo'yicha:
Izolyatsiya qilingan tizim - atrof-muhit bilan modda yoki energiya almashmaydi (DM = 0; DE = 0) - termos, Dyuar idishi.
Adiabatik izolyatsiyalangan - tashqi muhit bilan issiqlik energiyasini almashtirish mumkin emas, moddalar almashinuvi mumkin.
2. Yopiq tizim - modda sifatida atrof-muhit bilan almashinmaydi, balki energiya almashishi mumkin (reaktivlar bilan yopiq kolba).
3. Ochiq tizim - atrof-muhit (inson tanasi) bilan ham materiya, ham energiya almashishi mumkin.
Xuddi shu tizim turli shtatlarda bo'lishi mumkin. Tizimning har bir holati termodinamik parametrlarning ma'lum qiymatlari to'plami bilan tavsiflanadi. Termodinamik parametrlarga harorat, bosim, zichlik, konsentratsiya va boshqalar kiradi. Kamida bitta termodinamik parametrning o'zgarishi butun tizim holatining o'zgarishiga olib keladi. Agar termodinamik parametrlar tizimning barcha nuqtalarida (hajm) doimiy bo'lsa, tizimning termodinamik holati muvozanat deyiladi.
II. Agregat holati bo'yicha:
1. Bir hil - tizimning bir hududidan boshqasiga o'tishda fizik va kimyoviy xususiyatlarda keskin o'zgarishlarning yo'qligi (ular bir fazadan iborat).
2. Geterogen - birida ikki yoki undan ortiq bir jinsli tizimlar (ikki yoki undan ortiq fazadan iborat).
Faza - tarkibi va xossalari bo'yicha barcha nuqtalarda bir hil bo'lgan va tizimning boshqa qismlaridan interfeys orqali ajratilgan tizimning bir qismi. Bir jinsli sistemaga suvli eritma misol bo'la oladi. Ammo agar eritma to'yingan bo'lsa va idishning pastki qismida tuz kristallari mavjud bo'lsa, unda ko'rib chiqilayotgan tizim heterojendir (faza chegarasi mavjud). Oddiy suv bir jinsli tizimning yana bir misolidir, lekin muz bilan suzuvchi suv geterogen tizimdir.
Fazali o'tish - fazali o'zgarishlar (muzning erishi, suvning qaynashi).
Termodinamik jarayon- o'tish termodinamik tizim har doim buzilish bilan bog'liq bo'lgan bir davlatdan ikkinchisiga muvozanat tizimlari.
Masalan, idishdagi gaz hajmini kamaytirish uchun siz pistonni siljitishingiz kerak. Bunday holda, gaz siqiladi va birinchi navbatda, piston yaqinidagi gaz bosimi ortadi - muvozanat buziladi. Nomutanosiblik qanchalik katta bo'lsa, piston tezroq harakat qiladi. Agar piston juda sekin harakatlantirilsa, u holda muvozanat biroz buziladi va turli nuqtalardagi bosim berilgan gaz hajmiga mos keladigan muvozanat qiymatidan ozgina farq qiladi. Cheksiz sekin siqilish chegarasida gaz bosimi har bir vaqtning har bir daqiqasida ma'lum bir qiymatga ega bo'ladi. Binobarin, gazning holati doimo muvozanatda bo'ladi, shuning uchun cheksiz sekin jarayon muvozanat holatlari ketma-ketligidan iborat bo'ladi. Bunday jarayon deyiladi muvozanat yoki kvazistatik.
Cheksiz sekin jarayon mavhumlikdir. Amalda, jarayonni kvazstatik deb hisoblash mumkin, agar u juda sekin davom etsa, parametrlar qiymatlarining muvozanat qiymatlaridan og'ishlari juda kichik bo'lsa. Muvozanat jarayonining yo'nalishini o'zgartirganda (masalan, gazning siqilishini kengayish bilan almashtirish) tizim oldinga siljishdagi kabi muvozanat holatlaridan o'tadi, lekin teskari tartibda. Shuning uchun muvozanat jarayonlari ham deyiladi qaytariladigan. Bir qator o'zgarishlardan so'ng tizimning dastlabki holatiga qaytish jarayoni deyiladi dumaloq jarayon yoki tsikl. Muvozanat holati va teskari jarayon tushunchalari termodinamikada muhim o‘rin tutadi. Termodinamikaning barcha miqdoriy xulosalari faqat muvozanat holatlari va teskari jarayonlarga taalluqlidir.
Termodinamik jarayonlarning tasnifi:
Izotermik - doimiy harorat - T= const
Izobarik - doimiy bosim - p= const
Izoxorik - doimiy hajm - V= const
Adiabatik - tizim va atrof-muhit o'rtasida issiqlik almashinuvi yo'q - d Q=0
standart holat- ichida kimyoviy termodinamika baholashda alohida moddalar va eritmalar komponentlarining shartli ravishda qabul qilingan holatlari termodinamik kattaliklar.
"Standart holatlar" ni joriy qilish zarurati termodinamik qonunlarning miqdoriy xarakteristikasi bo'lganda haqiqiy moddalarning xatti-harakatlarini to'g'ri tasvirlamasligi bilan bog'liq. bosim yoki diqqat. Standart holatlar hisob-kitoblarning qulayligi sababli tanlanadi va ular bir masaladan ikkinchisiga o'tishda o'zgarishi mumkin.
Standart holatlarda termodinamik miqdorlarning qiymatlari "standart" deb nomlanadi va yuqori chiziqda nol bilan belgilanadi, masalan: G0, H0, m0 mos ravishda standartdir. Gibbs energiyasi, entalpiya, kimyoviy potentsial moddalar. Bosim o'rniga termodinamik tenglamalar uchun ideal gazlar va eritmalar o'zgaruvchanlikdan foydalanadi va konsentratsiya o'rniga - faollik.
Termodinamika komissiyasi Nazariy va amaliy kimyo xalqaro ittifoqi(IUPAC) standart holatni taqqoslash uchun standart sifatida shartli ravishda tanlangan tizim holati sifatida aniqladi. Komissiya moddalarning quyidagi standart holatini taklif qildi:
Gaz fazasi uchun bu (taxmin qilingan) holat kimyoviy jihatdan toza modda gaz fazasida 100 kPa standart bosimda (1982 yilgacha - 1 standart atmosfera, 101,325 Pa, 760 mmHg), xususiyatlar mavjudligini nazarda tutadi. ideal gaz.
Suyuq yoki qattiq holda sof faza, aralash yoki erituvchi uchun agregatsiya holati- Bu kimyoviy toza moddaning standart bosim ostida suyuq yoki qattiq fazadagi holati.
Yechim uchun bu standart bilan erigan moddaning (taxmin qilingan) holati molyarlik 1 mol/kg, standart bosim ostida yoki standart konsentratsiyada, eritmaning cheksiz suyultirilishi sharti asosida.
Kimyoviy toza modda uchun u aniq belgilangan, ammo o'zboshimchalik bilan, standart bosim ostida aniq belgilangan agregatsiya holatidagi moddadir.
Standart holatning IUPAC ta'rifi standart haroratni o'z ichiga olmaydi, garchi ko'pincha 25 ° C (298,15 K) bo'lgan standart harorat haqida gapiriladi.
7. Reaktsiya tezligi: o'rtacha va haqiqiy. Faol massalar qonuni.
Termodinamik tizimlar: tizimlar (izotermik, yopiq, ochiq) va jarayonlar (izotermik, izobarik, izoxorik) ta'rifi, tasnifi. Standart holat.
Bizda RuNet-dagi eng katta ma'lumotlar bazasi mavjud, shuning uchun siz har doim shunga o'xshash so'rovlarni topishingiz mumkin
Reaksiya tezligining konsentratsiyaga bog'liqligi. Reaksiya elementar aktining molekulyarligi. Reaktsiya tartibi. Birinchi va nol tartibli reaksiyalarning kinetik tenglamalari. yarim hayot.
Reaksiya tezligining haroratga bog'liqligi. Reaksiya tezligining harorat koeffitsienti va uning biokimyoviy jarayonlar uchun xususiyatlari. Faollashtirish energiyasi.
Kataliz bir jinsli va geterogendir. fermentativ kataliz. Michaelis-Menten tenglamasi.
kimyoviy muvozanat. Qaytariladigan va qaytarilmas reaksiyalar.
Mayo ehsoni. Turistik tanlov. Avtoulovlarni to'xtash joyi uchun to'lov
Soliq to'lovchilar ê jismoniy va yuridik shaxslar, shu jumladan norezidentlar, ê vysnik sifatida \"hayotning buzilmasligi aktlari.
Qishloq xo'jaligi
Ekinlarning botanik va biologik xususiyatlariga ko'ra tasnifi. Ekin maydonlari strukturasini shakllantirish. Qishloq xo'jaligi texnologiyasi. Biologik va botanika xususiyatlari.
Virobnitsiya asoslari. Amaliy ish
5.01010301 "Texnologik ta'lim" ixtisosligi bo'yicha mehnat ta'limi yo'nalishi bo'yicha talabalar uchun tayinlash kitobi. Maqolaning yordam kitobida o'n uchta odatiy amaliy vazifa sizga asosiy ovqatlanishning bilimlari va turli jihatlarini: hayot, kuch va materiallarni qayta ishlash usullarini olib tashlashga imkon beradi.
Menga va qabul qilingan shaxsga tajovuz qilish uchun moddiy javobgarlik
Kirish xavfsizligi elementlari va teng tizimlari. Xavfsizlik boshlig'i. Kirish rejimi xavfsizligi. Ekstremal psixologiya.
“Kompyuterda robotlar yaratish” fanidan kurs ishi Mavzu bo'yicha: Windows OT ob'ektlari. Kiev 2015 yil
Muallif Kimyoviy entsiklopediya b.b. N.S.ZefirovSTANDART SHART kimyoviy termodinamikada termodinamik kattaliklarni baholashda mos yozuvlar holati sifatida tanlangan tizim holati. STANDART DAVLAT ni tanlash kerak p. kimyoviy termodinamika doirasida absni hisoblash mumkin emasligi sababli. ma'lum bir modda uchun Gibbs energiyalari, kimyoviy potentsiallar, entalpiyalar va boshqa termodinamik miqdorlarning qiymatlari; hisob-kitob qilish faqat munosabatda bo'lishi mumkin. ushbu qiymatlarning STANDART DAVLATdagi qiymatiga nisbatan ushbu holatdagi qiymatlari c.
STANDART SHARTLAR p. hisob-kitoblarning qulayligi sababli tanlash; u bir vazifadan ikkinchisiga o'tishda o'zgarishi mumkin. STANDART SHARTLARDA termodinamik miqdorlarning qiymatlari p. standart deb ataladi va odatda noldan yuqoriga qarab belgilanadi. indeks, masalan, G 0, H 0, m 0 - mos ravishda standart Gibbs energiyasi, entalpiya, moddaning kimyoviy salohiyati. Kimyoviy reaksiya uchun D G 0, D H 0, D S 0 reaksiyaga kirishuvchi tizimning mos ravishda G 0, H 0 va S 0 oʻzgarishlariga teng boʻlib, boshlangʻich moddalardan STANDART DAVLATga oʻtish jarayonida c. STANDART DAVLATdagi reaksiya mahsulotlariga c.
STANDART SHARTLAR p. standart shartlar bilan tavsiflanadi: bosim p 0, harorat T 0, tarkibi (molyar fraktsiya x 0). Termodinamika bo'yicha IUPAC komissiyasi (1975) asosiy STANDART DAVLAT p. barcha gazsimon moddalar uchun sof modda (x 0 \u003d 1) har qanday sobit uchun p 0 \u003d 1 atm (1,01 10 5 Pa) bosimli ideal gaz holatida. harorat. Qattiq va suyuq moddalar uchun asosiy STANDART DAVLAT c. p 0 \u003d 1 atm tashqi bosim ostida toza (x 0 \u003d 1) moddaning holati. STANDART SHARTLAR ta'rifiga p. IUPAC T 0 kiritilmagan, garchi ko'pincha 298,15 K standart harorat haqida gapiriladi.
Mn. 1 atm bosimdagi gazlarni ideal gaz deb hisoblash mumkin emas. STANDART SHARTLAR p. bu holatlarda haqiqiy emas, balki ba'zi faraziy. holat. San'atga o'xshash. STANDART SHART ni tanlang p. ideal gaz uchun termodinamik funktsiyalarni hisoblashning soddaligi tufayli.
Oddiy moddalardan kimyoviy birikma hosil bo'lish jarayoni uchun standart Gibbs energiyalari, entalpiyalari va entropiyalari termodinamik ma'lumotnomalarda keltirilgan.
Ushbu qiymatlarni aniqlash uchun ba'zi oddiy moddalar tanlanadi, ular uchun ta'rifi bo'yicha quyidagi shartlar bajariladi: = 0, =0, = 0. STANDART DAVLAT sifatida c. oddiy moddalar uchun berilgan haroratda elementning barqaror fazasi va kimyoviy holati qabul qilinadi. Bu holat har doim ham tabiiy holatga to'g'ri kelmaydi; shunday, STANDART SHARTLAR p. oddiy moddasi ftor barcha haroratlarda F 2 molekulalaridan tashkil topgan 1 atmdagi sof ideal gazdir; bu holda F 2 ning atomlarga dissotsiatsiyasi hisobga olinmaydi. STANDART SHARTLAR p. turli harorat oralig'ida har xil bo'lishi mumkin. Na uchun, masalan, 0 dan T pl (370,86 K) oralig'ida STANDART DAVLAT s. oddiy modda - toza metall. Na 1 atm; T pl dan T kip (1156,15 K) oralig'ida - 1 atmdagi sof suyuqlik Na; 1156,15 K dan yuqori 1 atmdagi ideal gaz, faqat Na atomlaridan iborat. Shunday qilib, 370,86 K dan past qattiq NaF hosil bo'lishining standart entalpiyasi Na (tv) + 1/2 F 2 = = NaF (tv) reaktsiyasidagi entalpiyaning o'zgarishiga va 370,86-1156,15 oralig'ida mos keladi. K reaksiyada entalpiyalarning o'zgarishiga mos keladi Na (suyuqlik) + 1/2 F 2 = NaF (TB).
STANDART SHARTLAR p. D aq H 0 (H 2 O) erishining tajribada aniqlangan entalpiyalarini kimyoviy birikma hosil bo'lish entalpiyasiga aylantirish uchun suvli eritmadagi ion kiritiladi. Demak, agar suvda KCl standart erish entalpiyasi ma'lum bo'lsa va D H 0 arr [K + , eritma] va [Cl - , eritma] - mos ravishda K + va Cl ionlarining STANDART DAVLATda hosil bo'lish entalpiyasi s. suvli eritmada, u holda KCl hosil bo'lishning standart entalpiyasini tenglama bilan hisoblash mumkin: [KCl, TV] = = - D aq H 0 (H 2 0) + [K +, eritma] + [Cl -, eritma. ].
STANDART SHART sifatida p. suvli eritmadagi ion, IUPAC tavsiyalariga ko'ra, bu ionning holatini gipotetikda qabul qiling. bir molyar suvli eritma, unda ko'rib chiqilayotgan ion uchun entalpiya uning cheksiz suyultirilgan eritmadagi entalpiyasiga teng. Bundan tashqari, H + ionining hosil bo'lish entalpiyasi STANDART DAVLAT c., ya'ni. [H +, eritma, H 2 O] nolga teng. Natijada, kimyoviy birikmalar hosil bo'lish entalpiyalarining eng ishonchli (asosiy) qiymatlari asosida eritmadagi boshqa ionlarning hosil bo'lishining nisbiy standart entalpiyalarini olish mumkin bo'ladi. O'z navbatida, eritmadagi ionlarning hosil bo'lish entalpiyalarining olingan qiymatlari standart eritma entalpiyalari o'lchanadigan hollarda kimyoviy birikma hosil bo'lishining noma'lum entalpiyalarini aniqlashga xizmat qiladi.
STANDART SHARTLAR p. termodinamik faolliklarni, Gibbs energiyalarini, entalpiyalarini, aralashtirish entropiyasini hisoblashda mos yozuvlar holati sifatida ikki va ko'p komponentli tizimlarning komponentlari kiritiladi (STANDART DAVLAT s.dagi oxirgi uchta qiymat nolga teng). STANDART DAVLAT s.ni nosimmetrik tanlash mumkin, bunda STANDART DAVLAT s. komponent IUPACga muvofiq belgilangan asosiy STANDART SHARTLARI dan foydalanadi. Agar ko'p komponentli tizim suyuq bo'lsa, u holda STANDART DAVLAT sifatida c. komponentlar, ularning suyuqlik holati olinadi. Shu bilan bir qatorda standart DAVLAT ning antisimmetrik tanlovi bo'lib, bu erda erituvchi IUPAC tavsiyalariga muvofiq tanlangan STANDART DAVLAT s. va erigan modda uchun A STANDART DAVLAT s. uning konsentratsiyasi birlik eritmasidagi holati tanlanadi, u cheksiz suyultirilgan eritma xossalariga ega. STANDART STATUS ni tanlang b. bu holda ma'lum bir kontsentratsiya bilan bog'liq. masshtab (molyar fraktsiya, molyarlik, molyarlik). Antisimmetrik tanlash STANDART DAVLAT p. erigan modda sof shaklda fazada mavjud bo'lmagan hollarda foydalidir (masalan, HCl xona haroratida suyuqlik sifatida mavjud emas).
STANDART SHART kontseptsiyasi p. boshida G. Lyuis tomonidan kiritilgan. 20-asr
Adabiyotlar: Lyuis J., Randall M., Kimyoviy termodinamika, trans. ingliz tilidan, M., 1936; Belousov V.P., Panov M.Yu., Noelektrolitlar suvli eritmalarining termodinamiği, L., 1983: Voronin G.F., Termodinamikaning asoslari, M., 1987, s. 91, 98, 100. M.V. Korobov.
Kimyoviy ensiklopediya. 4-jild >>
Termodinamik miqdorlarni baholashda alohida moddalar va eritma komponentlarining an'anaviy qabul qilingan holatlari.
"Standart holatlar" ni joriy qilish zarurati, bosim yoki konsentratsiya miqdoriy xarakteristikalar bo'lib xizmat qilganda, termodinamik qonunlar haqiqiy moddalarning xatti-harakatlarini to'g'ri tasvirlamasligi bilan bog'liq. Standart holatlar hisob-kitoblarning qulayligi sababli tanlanadi va ular bir masaladan ikkinchisiga o'tishda o'zgarishi mumkin.
Standart holatlarda termodinamik miqdorlarning qiymatlari "standart" deb ataladi va yuqori chiziqda nol bilan belgilanadi, masalan: G 0, H 0, m 0 mos ravishda standart Gibbs energiyasi, entalpiya, kimyoviy potentsialdir. moddaning. Ideal gazlar va eritmalar uchun termodinamik tenglamalarda bosim o'rniga fugasitlik (uchuvchanlik), konsentratsiya o'rniga esa faollik qo'llaniladi.
IUPAC standart holatlari
Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqining termodinamika komissiyasi (IUPAC) standart holat - bu taqqoslash uchun standart sifatida shartli ravishda tanlangan tizim holati ekanligini aniqladi. Komissiya moddalarning quyidagi standart holatini taklif qildi:
- Gaz fazasi uchun bu 100 kPa standart bosimdagi (1982 yilgacha, 1 standart atmosfera, 101,325 Pa, 760 mmHg) gaz fazasidagi kimyoviy toza moddaning (taxmin qilingan) holati bo'lib, u xususiyatlarining mavjudligini nazarda tutadi. ideal gaz.
- Suyuq yoki qattiq agregat holatidagi sof faza, aralashma yoki erituvchi uchun bu standart bosim ostida suyuq yoki qattiq fazadagi kimyoviy toza moddaning holatidir.
- Eritma uchun bu eritma cheklanmagan holda suyultirilgan deb faraz qilingan holda, standart bosim yoki standart konsentratsiya ostida 1 mol/kg standart molallikdagi erigan moddaning (taxmin qilingan) holatidir.
- Kimyoviy toza modda uchun u aniq belgilangan, ammo o'zboshimchalik bilan, standart bosim ostida aniq belgilangan agregatsiya holatidagi moddadir.
Standart holatning IUPAC ta'rifi standart haroratni o'z ichiga olmaydi, garchi ko'pincha 25 ° C (298,15 K) bo'lgan standart harorat haqida gapiriladi.
