Виды обмена энергии системы с окр средой

Предмет термодин.Хим термодин.

термодинамика – наука о превращении теплоты и энергии при различных физико-химических явлениях

ПР: выделение-поглощение теплоты при испарении-кристаллизации-растворении-адсорбции

химическая термодинамика - наука о превращении теплоты и энергии при хим.реакциях

ПР: тепловые эффекты при хим.реакциях

предмет изучения термодинамики – термодинамические системы

Понятие термодин системы.

термодинамическая система – тело или группа взаимодействующих тел, выделенных из окружающей среды

термодинамическая система имеет реальную или воображаемую границу, отделяющую ее от окружающей среды

термодинамическая система – это макро система, состоящая из множества структурных элементов

ПР: газ в цилиндре есть термодинамическая система, состоящая из множества молекул газа

Системы гомогенные,гетерогенные.

по структуре различают:

- гомогенные системы,

в которых структурные элементы распределены равномерно(свойства одинаковы в любой точке)

ПР: плазма крови

- гетерогенные системы,

в которых структурные элементы распределены неравномерно и выделяют «фазы» и «границы раздела фаз»

Фаза

фаза – часть системы, свойства которой одинаковы в любой точке

ПР: лед, вода, пар - разные фазы воды, графит и алмаз - разные фазы углерода

переход из одной фазы в другую сопровождается выделением-поглощением энергии

однофазные системы не образуют границ раздела фаз

многофазные системы образуют границы раздела фаз

Системы изол. Открытые.Закрытые.

термодинамическая система и окружающая среда обмениваются веществом и энергией

по характеру обмена веществом и энергией различают:

- изолированные системы, которые не обмениваются со средой веществом и энергией

ПР:

- закрытые системы, которые обмениваются со средой энергией, но не обмениваются с ней веществом

ПР:

- открытые системы, которые обмениваются со средой и веществом, и энергией

ПР: живая клетка – открытая термодинамическая система

Термодинам параметры системы.

термодинамика изучает физико-хим.свойства термодинамических систем

свойства термодинамической системы определяют состояние термодинамической системы

состояние термодинамической с-мы описывают термодинамическими параметрами и термодинамическими функциями

термодинамические параметры – различные показатели состояния термодинамической системы

если состояние системы меняется, то меняются термодинамические параметры

ПР: масса вещества системы m

давление р, температура Т, объем V, концентрация в-в с

внутренняя энергия системы U

Внутреняя энергия системы.

внутренняя энергия системы U – энергия ее структурных элементов в пределах термодинамической системы

ПР: газ в цилиндре есть термодинамическая система, состоящая из молекул газа

ее внутренняя энергия – суммарная энергия молекул газа

энергия молекул газа - энергия теплового движения молекул газа,

энергия межмолекулярного взаимодействия молекул газа,

энергия движения электронов в атомах молекул газа,

энергия внутриядерного взаимодействия протонов-нейтронов..

общая энергия системы складывается из внутренней и механической энергии системы

механическая энергия системы складывается из потенциальной и кинетической энергии системы

потенциальная энергия системы - энергия положения системы в пространстве окружающей среды

кинетическая энергия системы - энергия движения системы в пространстве окружающей среды

Виды обмена энергии системы с окр средой.

различают равновесное-стационарное-переходное состояние системы:

равновесное, когда система не обменивается со средой в-вом и энергией, и ее параметры не меняются

стационарное, когда система обменивается со средой в-вом и энергией, но ее параметры не меняются

переходное, когда параметры системы меняются

переход системы из одного состояния в другое называется термодинамическим процессом

различают процессы при постоянном объеме системы – изохорные процессы,

процессы при постоянном давлении системы – изобарные процессы,

процессы при постоянной температуре системы – изотермные процессы

различают процессы с выделением теплоты – экзотермические процессы,

процессы с поглощением теплоты – эндотермические процессы

термодинамические функции состояния – зависимости(функции) энергетических параметров системы

ПР: изменение внутренней энергии системы D U = U ₂- U ₁ – важнейшая функция системы

изменение энтальпии D Н

изменение энтропии D S

изменение энергии Гиббса D G

особенность функций состояния – они не зависят от способа(пути) достижения данного состояния системы

ПР: в изменении внутренней энергии системы D U = U ₂- U ₁ важны только начальный и конечный параметры

 

энергетические параметры меняются, когда идет обмен энергией между системой и окружающей средой

обмен энергии происходит или путем передачи теплоты Q, или путем совершения работы A

теплота - неупорядоченная форма передачи энергии в виде хаотического движения частиц в-ва

Понятие работа

работа – упорядоченная форма передачи энергии в виде направленного движения физ.тел или частиц в-ва или зарядов

работа в хим.термодинамике связана с изменением объема термодинамической системы

работа расширения рассчитывается по формуле A = р × D V,

где р – давление в системе, D V = V ₂- V ₁ - изменение объема системы