Лекция 5. Второй закон термодинамики. Энтропия. Фундаментальное уравнение Гиббса

Лекция 4. Основные понятия термодинамики. I закон. Термохимия

Раздел II. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

1. Химическая термодинамика как часть физической химии и основа учения о химическом равновесии. Термодинамические системы и их классификация. Внешние и внутренние параметры. Экстенсивные и интенсивные величины. Тепловой, механический и диффузионный контакты. Термодинамическая модель системы. Функции состояния и функции процесса. Термодинамические координаты и силы.

2. Постулаты термодинамики. Термические и калорические уравнения состояния. Термические коэффициенты и связь между ними. Аддитивность термодинамических свойств. Химические потенциалы.

3. Внутренняя энергия и 1-ый закон термодинамики в переменных T, V. Тепловой эффект процесса при постоянстве объема. Переменные T, P: энтальпия и тепловой эффект процесса при постоянстве давления.

4. Стандартные состояния и термодинамические функции индивидуальных веществ. Оператор химической реакции. Изменение термодинамических функций в химических реакциях.

5. Термохимические уравнения. Тепловой эффект реакции. Термохимическая теплота.

6. Закон Гесса. Энтальпии образования, сгорания, растворения. Термохимические циклы. Энтальпия химической связи. Энергия кристаллической решетки. Цикл Борна-Габера.

7. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Формула Кирхгоффа.

 

1. Энтропия и 2-й закон термодинамики. Термодинамическое, статистическое и вероятностное определения энтропии. Энтропия как функция состояния и как критерий направленности самопроизвольного процесса в изолированной системе. Неравенство Клаузиуса. Энтропия и информация.

2. Тепловая теорема Нернста. Третий закон термодинамики. Абсолютная энтропия и методы ее оценки.

3. Объединение 1-ого и 2-ого начала термодинамики. Фундаментальное уравнение Гиббса в переменных S, V. Преобразования Лежандра. Характеристические функции. Энергии Гельмгольца и Гиббса.

4. Термодинамические потенциалы. Условия обратимости и необратимости в терминах потенциалов. Уравнения Гиббса-Гельмгольца. Соотношения Максвелла. Связь калорического и термического уравнения состояния.

5. Расчет энергии Гиббса для различных процессов.

6. Количество вещества как внешний параметр открытой системы. Большой термодинамический потенциал. Выражение для химического потенциала идеального газа.

7. Современные справочные издания и базы данных по термодинамическим свойствам соединений.