Коллоквиум 1.

Нулевой и первый законы термодинамики. Термохимия

Термодинамические системы и термодинамические параметры. Экстенсивные и интенсивные переменные. Обратимые и необратимые процессы. Нулевой закон термодинамики.

Первый закон термодинамики, его формулировки и аналитические выражения. Внутренняя энергия. Теплота, работа, энтальпия. Расчет теплоты, работы, изменений внутренней энергии и энтальпии в различных процессах.

Калорические коэффициенты, их теоретический смысл. Теплоемкости истинная и средняя. Расчет теплоемкости идеального газа и твердых тел. Тепловые эффекты реакций. Закон Гесса и следствия из него. Стандартные состояния и стандартные теплоты химических реакций. Теплоты образования и сгорания.

Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Формула Кирхгоффа. Расчет тепловых эффектов химических процессов при различных температурах.

Литература:

1. Герасимов Я.И. и др. “Курс физической химии”, М: Госхимиздат, (гл. I, II стр. 23-72).

2. Полторак О.М. “ Термодинамика в физической химии”, (гл. I, II стр. 6-82).

3. Еремин Е.Н. “Основы химической термодинамики” М.: Высш.шк., 1974, (гл. I, II стр. 5-60).

4. Киреев В.А. “Курс физической химии”, 1959, 1975, (гл. VI, стр. 175-199; гл. III, стр. 101-110; гл. IV, стр. 151).

5. Эткинс П. “Физическая химия”, т. 1, стр. 11-134 (Дополнительная).

Коллоквиум № 2

Второй и третий законы термодинамики

Различные формулировки и аналитические выражения второго закона термодинамики. Энтропия, ее связь с приведенной теплотой для равновесных и неравновесных процессов. Энтропия идеального газа. Изменение энтропии в различных процессах. Энтропия смешения.

Применение второго закона термодинамики к изолированным системам - условие самопроизвольности процессов и условие равновесия. Применение второго закона к изотермическим процессам. Энергия Гельмгольца. Энергия Гиббса. Условия самопроизвольности и условия равновесия в изотермических системах. Общие условия равновесия и самопроизвольности процессов при различных условиях существования системы.

Химический потенциал. Химический потенциал идеального газа и компонента идеальной газовой смеси. Фундаментальное уравнение Гиббса. Характеристические функции: энергии Гиббса и Гельмгольца, внутренняя энергия, энтальпия, обобщенный термодинамический потенциал. Уравнения Максвелла, их практическое применение.

Третий закон термодинамики. Постулат Планка. Вычисление абсолютных энтропий.

Литература

1. Герасимов Я.И. и др. “Курс физической химии”, М: Госхимиздат, т.1.

2. Полторак О.М. “ Термодинамика в физической химии” М. 1991.с.35-81.

3. Еремин Е.Н. “Основы химической термодинамики” М.: Высш.шк., 1974.

4. Киреев В.А. “Курс физической химии”, 1975.

Коллоквиум № 3.

Растворы. Фазовые равновесия

Определение понятия “раствор”. Классификация растворов. Способы выражения концентрации.

Идеальные газовые растворы. Химический потенциал компонента в идеальном газовом растворе. Идеальные жидкие растворы. Коллигативные свойства растворов (бинарных смесей). Закон Рауля. Изменение температуры кипения и замерзания растворов. Осмотическое давление растворов.

Неидеальные (реальные) растворы. Активность, коэффициент активности. Выбор стандартного состояния (при определении коэффициентов активности). Практическое определение коэффициентов активности. Функции смешения. Термодинамическая классификация растворов. Парциальные мольные величины. Химический потенциал как парциальная мольная величина. Уравнения Гиббса-Дюгема.

Равновесие жидкость-пар в двухкомпонентной системе. Диаграмма состояния бинарных растворов. Азеотропные смеси. Законы Гиббса-Коновалова.

Гетерогенная система. Условия равновесия в гетерогенной системе. Равновесие фаз в однокомпонентных системах. Фазовые переходы I-го рода. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Фазовые переходы II-го рода. Уравнение Эренфеста.

Понятие фазы, компонента, числа компонентов, степени свободы, числа степеней свободы в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды, серы. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем (бинарные сплавы с неограниченной взаимной растворимостью, с эвтектикой, сплавы с образованием устойчивых и неустойчивых химических соединений).

Литература

1. Герасимов Я.И. и др. “Курс физической химии”, М: Госхимиздат, т.1.

2. Полторак О.М. “ Термодинамика в физической химии” М. 1991.с.35-81.

3. Еремин Е.Н. “Основы химической термодинамики” М.: Высш.шк., 1974.

4. Киреев В.А. “Курс физической химии”, 1975.

5. Щитовская Е.В., Григорьева И.В. Физическая химия в вопросах и ответах. Применение термодинамики к фазовым равновесиям. Метод. Пособие. – Владивосток: Изд-во Дальневост. ун-та, 2006. – 25 с.

Коллоквиум 4