Тема 5. Второй закон термодинамики. Энтропия.
Второй закон термодинамики. Обратимые и необратимые процессы. Обратимое изотермическое расширение газов. Формулировки второго закона термодинамики. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Цикл Карно и максимальный коэффициент полезного действия. Математическое выражение второго закона термодинамики. Энтропия как функция состояния. Энтропия и термодинамическая вероятность. Уравнение Больцмана. Изменение энтропии в обратимых и необратимых процессах. Третий закон термодинамики. Абсолютная энтропия. Изменение энтропии при изменении объема системы, температуры, числа частиц, при фазовых превращениях.
Применение второго закона термодинамики к изолированной системе. Наиболее вероятное состояние системы и флуктуации. Критика идеалистической теории «тепловой смертности Вселенной». Изменение энтропии в открытых системах.
Тема 6. Характеристические функции.
Основные термодинамические функции. Термодинамические потенциалы. Физический смысл потенциалов Гиббса и Гельмгольца. Условия самопроизвольного протекания процессов и достижения равновесия. Зависимость потенциала Гиббса от температуры и давления. Уравнение Гиббса-Гельмгольца. Максимальная работа процесса.
Тема 7. Фазовые переходы.
Давление пара твердых и жидких тел. Фазовые переходы. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Фазовые переходы первого и второго рода.
Раздел 3. Равновесия
Тема 8. Термодинамика химического равновесия.
Химическое равновесие как частный случай общей проблемы равновесия. Химический потенциал, его физический смысл. Термодинамический вывод для константы химического равновесия. Химические равновесия в гетерогенных реакциях. Различные способы выражения констант равновесия. Соотношение между КP, КC, КN.
Принцип смещения химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции. Зависимость константы химического равновесия от температуры. Уравнение изобары и изохоры химического процесса. Изобарный и изохорный потенциалы химической реакции. Расчеты константы химического равновесия, состава исходной и равновесной смеси, равновесного выхода продукта реакции. Примеры равновесий, имеющих большое техническое (синтез аммиака, доменный процесс) и экологическое значение.