Вопрос 1.Основные понятия термодинамики.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА – любой объект природы, состоящий из достаточно большого числа молекул (структурных единиц) и отделенный от других объектов природы реальной или воображаемой границей. Объекты природы, не входящие в систему, называются СРЕДОЙ.

Общие характеристики системы: Масса вещества mи внутренняя энергияЕ. Масса вещества системы определяется совокупностью масс молекул, из которых она состоит. Внутренняя энергия системы состоит изэнергии теплового движения молекулиэнергии взаимодействия между ними.

Системы по характеру обмена веществом и энергией с окружающей средой подразделяют на три типа:

1. Изолированные – те, которые не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией (Δm=0, ΔE=0);(термос)

2. Закрытые – не обмениваются с окружающей средой веществом, но обмениваются энергией. (Δm=0, ΔE≠0); (воздушный шарик)

3. Открытые – обмениваются с окружающей средой и веществом, и энергией (Δm≠0, ΔE≠0); пример открытой системы –живая клетка.

Обмен энергией может осуществляться передачей теплоты или совершением работы над системой.

Системы, в зависимости от агрегатного состояния вещества, из которого они состоят, подразделяются на гомогенные и гетерогенные: термодинамическую систему называют гомогенной, если её свойства непрерывно изменяются от точки к точке (примерами гомогенных систем служат растворы (газовые, жидкие и твердые). Термодинамическую систему называютгетерогенной, если она состоит из нескольких гомогенных частейс разными свойствами. Примером может служить система «лёд — вода — влажный воздух».

Состояние системы – совокупность свойств системы, позволяющих определить систему с точки зрения термодинамики.Различают три состояния системы:

- равновесное(все свойства остаются постоянными в течении сколько угодно большого промежутка времени, нет потоков вещества и энергии);

- стационарное(свойства системы постоянны во времени, но есть потоки вещества и энергии);

- переходное состояние(свойства системы меняются во времени).

Состояние системы характеризуется определенной совокупностью химических величин, которые называются параметрам системы.

ПАРАМЕТРЫ:

1. ЭКСТЕНСИВНЫЕ (пропорциональны массе системы): объем, внутренняя энергия, энтропия, энтальпия, энергия Гиббса, свободная энергия.

2. ИНТЕНСИВНЫЕ (не зависят от массы системы): давление, температура, концентрация, магнитная индукция.

В термодинамике для определения изменения энергии системы в тех или иных условиях, применяют различные энергетические характеристики, называемые термодинамическими функциями состояния. Внутренняя энергия Е – одна из этих функций. Важная особенность функций состояния – их независимость от способов достижения данного состояния системы. Изменение внутренней энергии системы ΔЕ работой W, которая совершается при взаимодействии системы со средой и передачей теплотыQмежду средой и системой. Переход системы из одного состояния в другое называется процессом.

Изобарный процесс– процесс, происходящий при постоянном давлении.

Изотермический– при постоянной температуре.

Изохорный– соответствует неизменному объему.

Функция состояния – некая функция, состоящая из нескольких независимых параметров, которые однозначно определяют состояние термодинамической системы.

Стандартные состояния – условно принятые состояния веществ и компонентов растворов при оценке термодинамических величин.В стандартных состояниях значения термодинамических величин называют «стандартными» и обозначают нулем в верхнем индексе, например: G⁰, H⁰, m⁰— это соответственно стандартныеэнергия Гиббса,энтальпия,химический потенциалвещества