"Основы химической термодинамики. Химическое равновесие".

Коллоквиум № 1 по термодинамике для экологов
"ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ"
2011-2012 учебный год, весенний семестр
ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
Основные понятия и определения химической термодинамики: энергия, внутренняя энергия, работа, теплота, функции состояния система, функция перехода, термодинамические параметры. Макроскопические системы и термодинамический метод их описания. Термическое равновесие системы. Обратимые и необратимые процессы и их свойства.
Теплота и работы различного рода. Работа расширения для различных процессов. Первое
начало термодинамики. Внутренняя энергия. Энтальпия. Закон Гесса и следствия из него. Методы определения энтальпий химических реакций. Стандартные состояния и стандартные энтальпии химических реакций. Энтальпия сгорания. Энтальпии образования. Зависимость энергетического эффекта реакции от температуры. Формула Кирхгоффа.
Теплоемкости. Классическая теория теплоемкостей газов. Зависимость теплоемкости от
температуры. Квантовые теории теплоемкости твердых тел Эйнштейна и Дебая.
Второе начало термодинамики и его различные формулировки. Энтропия – функция состояния системы. Выражения второго начала термодинамики для различных процессов. Цикл
Карно. Термодинамический подход к определению энтропии. Теорема Карно - Клаузиуса.
Энтропия как функция состояния. Изменение энтропии при различных процессах. Изменение энтропии изолированных процессов и направление процесса.
Уравнение Гиббса - Гельмгольца и его роль в химии. Работа и теплота химического процесса. Химический потенциал, его определение, вычисление и свойства. Химический потенциал идеального газа.
Фундаментальные уравнения Гиббса. Характеристические функции. Функция Гиббса и ее
свойства. Уравнения Максвелла. Использование уравнений Максвелла для вывода различных
термодинамических соотношений. Условия равновесия и критерии самопроизвольного протекания процессов, выраженные через характеристические функции.
ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
Закон действия масс. Термодинамическая константа равновесия и ее свойства. Различные
виды констант равновесия и связь между ними. Химическое равновесие в идеальных системах.
Термодинамические условие и критерии химического равновесия.
Изотерма Вант-Гоффа. Изменение функции Гиббса и функции Гельмгольца при химической реакции. Расчеты констант равновесия химических реакций с использованием таблиц
стандартных значений термодинамических функций.
Расчеты выхода продуктов химических реакций различных типов.
Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары реакции и его
термодинамический вывод. Использование различных приближений при решении уравнения
изобары реакции.
Метод комбинирования равновесий.
Гетерогенные химические равновесия и особенности их термодинамического описания.