Химиялық термодинамика

0

1.Термодинамика, физикадағы термодинамикалық әдіс.

            2.Термодинамикалық жүйелер, олардың түрлері.

            3.Термодинамикалық тепе-теңдік жағдайы.

Лекция мәтіні:

            1.Термодинамика – жылу немесе жұмыс түріндегі денелер арасындағы энергия алмасулармен байланысты энергияның әртүрлі формаларының өзара түрленулерін зерттейтін физика саласы. .Термодинамика жалпы техникалық және химиялық темодинамика бөлімдеріне бөлінеді. Химиялық  термодинамика – химиялық реакциялар, еру процестері, булану, кристалдану, адсорбсиялану кезіндегі әртүрлі энергия түрлерінің бір-біріне айналуларын, түрлерулерін зерттейді, сонымен бірге нақты жағдайларда химиялық процестің өздігінен жүру мүмкіндігін және шекарасын қарастырады.

            Термодинамикалық әдіс – қазіргі уақытта металлургиялық процестерде  пластмасса өндірісінде, минералды тыңайтқыштар өндірісінде, отынды химиялық өндіруде қолданылады. Бірақ бұл әдістің кемшілігіде бар. Атап айтқанда, термодинамика реакция өтуге қажетті уақыт туралы түсінік бермейді. Уақыт термодинамикалық теңдеу формулаларына кірмейді. Термодинамикалық әдіс тек макрожүйелерге ғана қолданылады. Оны жеке атом,молекула, электрондарды зерттегенде қолдануға болмайды.

            Сыртқы ортадан ойша бөлектелген дене немесе әрекеттесуші денелер жиынтығы  термодинамикада жүйе деп аталынады, ал кеңістіктің қалған бөлігі қоршаған орта  немесе  жай ғана орта деп аталады. Өлшемдері бойынша  термодинамикалық жүйелер  түйрегіштің ұшынан күн жүйесінің өлшеміне дейін немесе  одан да үлкен болуы мүмкін. Басқа сөзбен айтқанда,  жүйеде бөлшектердің  (атом, молекула, электрон) жеткілікті үлкен саны болу керек. Сол кезде ғана оған  термодинамиканың мынадай түсініктерін  жылу, температура, қысым сияқты түсініктерін қолдануға болады. Егер де жүйе бөліктерінің арасында бөліну беті болмаса, мысалы, ерітінділер, онда ол гомогенді, ал ондай бет болса, гетерогенді деп аталады. Егер  де т ермодинамикалық жүйе қоршаған ортаға энергия бөліп немесе қабылдай алса және қоршаған ортаның үстінен жұмыс жасай алса, ондай жүйелер изоляцияланбаған немесе ашық деп, ал егер жүйе ортамен энергия алмаса алмай, орта жүйенің үстінен жұмыс істей алмаса, онда жүйе изоляцияланған немесе тұйық жүйелер деп аталынады. Жүйенің басқа бөліктерінен бөліну беті арқылы бөлінген. Осы беттен өткенде бірден физика-химиялық қасиеттері өзгеретін, бірдей химиялық және           термодинамикалық қасиеттері болатын біртекті бөлігі фаза деп аталады. Жүйенің кез-келген фазасының құрамын көрсетуге болатын құрам бөліктерінің  ең аз санын жүйенің  компоненттері деп аталады. Кез-кешген  т ермодинамикалық жүйенің  қасиеттері, оның параметрлерімен немесе тәуелсіз айнымалылармен анықталады. Жүйенің барлық параметрлері 2 топқа бөлінеді: жүйенің өлшемдеріне байланысты қасиеттерін анықтайтын параметрлер (көлем, масса, энтропия) Бірінші топқа жатқызылып, олар экстенсивті деп аталады, ал жүйенің өлшемдеріне байланысты болмайтын параметрлер (температура, қысым, потенциал, молярлы және меншікті көлем) екінші топқа жатқызылып, олар интенсивті параметрлер  деп аталады. Жүйенің негізгі параметрлерін  таңдағанда тікелей өлшеуге  болатын  және жүйенің  интенсивті қасиеттерін көрсететін параметрлерін таңдайды. Оларға қысым, температура және көлем жатады. Бұл параметрлер  бір-бірімен күй теңдеулері арқылы байланысты болады.

            Жүйенің  т ермодинамикалық тепе-теңдік күйі нағыз тепе-теңдік күйі болып табылады, яғни жүйеге шексіз аз әсер етуде онда шексіз аз өзгерістер туады. Егер бұл шарт орындалмаса, жүйе жалған немесе  тұрақсыз тепе-теңдік күйінде болғаны.Мысалы: қалыпты жағдайдағы аса қаныққан  ерітінділер қатты салқындаған сұйықтар қатты суыған бу.

            Егер де жүйеге қандай да бір әсер нәтижесінде оның термодинамикалық параметрлері өзгермесе, мұндай күйді термодинамикалық тепе-теңдік жағдайы деп атайды.  Тұрақсыз жүйеге аз ғана әсер еткенде ол жалған тепе-теңдік күйден нағыз тепе-теңдік күйге ауысады. Осы себептен кез-келген изоляцияланған жүйе уақыт өте  келе термодинамикалық тепе-теңдік күйге келіп, өздігінен бұл күйден шыға алмайды. Термодинамикалық жүйенің  бір күйден екінші күйге ауысуын  термодинамикада  процесс деп атайды. Жүйенің бір күйден екінші күйге өткенде қандай параметрлердің тұрақты болуына қарай  процестер  изохоралы (тұрақты  көлемде), изобаралы (тұрақты қысымда(,  изотермиялы (тұрақты  температурада) болып  бөлінеді.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ