Функция состояния термодинамической системы: внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

Основные понятия термодинамики: система, элемент системы. Классификация систем: по фазовому состоянию (гетерогенные и гомогенные); по способу обмена с окружающей средой массой и энергией (изолированные, закрытые, открытые)

Термодинамическая система – это тело или группа тел, взаимодействующих между собой, и отделѐнных от окружающей среды реальной или воображаемой поверхностью раздела.

Гомогенные – это такие системы, внутри которых свойства изменяются непрерывно при переходе от одного места к другому.

Гетерогенными называются системы, которые состоят из нескольких физически однородных, или гомогенных, тел, так что внутри систем имеются разрывы непрерывности в изменении их свойств.

Изолированная система – это система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

Закрытая система – это система, которая не обменивается со средой веществом, но обменивается энергией.

Открытая система – это система, которая обменивается со средой и веществом, и энергией. Примером открытой системы является живая клетка.

Параметры состояния термодинамической системы. Интенсивные и экстенсивные параметры. Примеры

Экстенсивные параметры – это параметры, которые зависят от количества вещества системы и суммируются при объединении систем (объѐм, масса, энергия, площадь и т.д.).

Интенсивные параметры – это параметры, которые не зависят от количества вещества и выравниваются при объединении систем (температура, давление, концентрация, плотность, поверхностное натяжение).

Функция состояния термодинамической системы: внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

Внутренняя энергия - сумма всех видов энергий движения и взаимодействия частиц, составляющих систему.

Первый закон термодинамики (первое начало термодинамики): энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а переходит из одного вида энергии в другой. ∆U=Q+A

4. Функции состояния термодинамической системы: энтальпия. Определения: тепловой эффект реакции, стандартная энтальпия образования вещества, стандартная энтальпия сгорания вещества. Закон Гесса и его следствие.

Энтальпия-это функция состояния, приращение которой равно тепловому эффекту процесса, протекающего при постоянном давлении.

Стандартная энтальпия (теплота) образования вещества – это тепловой эффект реакции образования 1 моль химического соединения из простых веществ в стандартных условиях: Т=289 К, Р=1 атм=101325 Па

Стандартная энтальпия (теплота) сгорания вещества – это тепловой эффект реакции полного сгорания 1 моль химического соединения в стандартных условиях.

Закон Гесса: теплота химической реакции, протекающей при постоянном давлении или объѐме, не зависит от пути процесса, а только от начального и конечного состояний системы.

Следствия из закона Гесса

Тепловой эффект прямой реакции равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции.

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции иисходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот сгорания (ΔH_c) исходных веществ ипродуктов реакции, умноженных на стехиометрические коэффициенты

Если начальное и конечное состояния химической реакции (реакций) совпадают, то её (их) тепловой эффект равен нулю.

 

Функция состояния термодинамической системы: энергия Гиббса. Прогнозирование направления самопроизвольно протекающих процессов в изолированной и закрытой системах; роль энтальпийного и энтропийного факторов.

Энергия Гиббса (или потенциал Гиббса) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции.

G = U + PV - TS,

В ходе самопроизвольного процесса в закрытых системах G уменьшается до определенной величины, принимая минимально возможное для данной системы значение Gmin. Система переходит в состояние химического равновесия (ΔG= 0).

В изолированных системах энтропия максимально возможное для данной системы значение Smax; в состоянии равновесия ΔS= 0

Энтальпийный и энтропийный фактор действуют независимо друг от друга и могут направлять процесс в противоположные стороны.

эннтальпийный и энтропийный факторы. Процессы могут протекать самопроизвольно (ΔG<0), если они сопровождаются уменьшением энтальпии (ΔH<0) и увеличением энтропии системы (ΔS>0).

Диффузия

диффузией является перемешивание молекул вещества при их беспорядочном тепловом движении.
процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму

примеры: 1)растворение молока в кофе;
2)заваривание чая;
3)распространение запахов;

Осмос. Эндо- экзоосмос

Осмос — результат неравенства химических потенциалов воды по разные стороны мембраны. Идеальная полу24проницаемая мембрана пропускает молекулы воды и не пропускает молекулы растворенного вещества.

Односторонняя диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану, отделяющую раствор от чистого растворителя.

наблюдаются, когда жидкости приходят во взаимодействие через перепонки.

 

ЭНДООСМОС биол. процесс просачивания (диффузии) жидкостей и нек-рых растворенных веществ из внешней среды внутрь клетки

ЭКЗООСМОС биол. процесс просачивания (диффузии) жидкостей и нек-рых растворенных веществ из клетки в окружающую внешнюю среду

Осмос, направленный внутрь ограниченного объёма жидкости, называется эндосмосом, наружу — экзосмосом.

 

22. Осмотичекое давление (закон Вант-Гоффа)

Осмотическое давление равно тому давлению, которое имело бы растворенное вещество, будучи в газообразном состоянии в объеме раствора

Основные понятия термодинамики: система, элемент системы. Классификация систем: по фазовому состоянию (гетерогенные и гомогенные); по способу обмена с окружающей средой массой и энергией (изолированные, закрытые, открытые)

Термодинамическая система – это тело или группа тел, взаимодействующих между собой, и отделѐнных от окружающей среды реальной или воображаемой поверхностью раздела.

Гомогенные – это такие системы, внутри которых свойства изменяются непрерывно при переходе от одного места к другому.

Гетерогенными называются системы, которые состоят из нескольких физически однородных, или гомогенных, тел, так что внутри систем имеются разрывы непрерывности в изменении их свойств.

Изолированная система – это система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

Закрытая система – это система, которая не обменивается со средой веществом, но обменивается энергией.

Открытая система – это система, которая обменивается со средой и веществом, и энергией. Примером открытой системы является живая клетка.

Параметры состояния термодинамической системы. Интенсивные и экстенсивные параметры. Примеры

Экстенсивные параметры – это параметры, которые зависят от количества вещества системы и суммируются при объединении систем (объѐм, масса, энергия, площадь и т.д.).

Интенсивные параметры – это параметры, которые не зависят от количества вещества и выравниваются при объединении систем (температура, давление, концентрация, плотность, поверхностное натяжение).

Функция состояния термодинамической системы: внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.

Внутренняя энергия - сумма всех видов энергий движения и взаимодействия частиц, составляющих систему.

Первый закон термодинамики (первое начало термодинамики): энергия не возникает из ничего и не исчезает бесследно, а переходит из одного вида энергии в другой. ∆U=Q+A

4. Функции состояния термодинамической системы: энтальпия. Определения: тепловой эффект реакции, стандартная энтальпия образования вещества, стандартная энтальпия сгорания вещества. Закон Гесса и его следствие.

Энтальпия-это функция состояния, приращение которой равно тепловому эффекту процесса, протекающего при постоянном давлении.

Стандартная энтальпия (теплота) образования вещества – это тепловой эффект реакции образования 1 моль химического соединения из простых веществ в стандартных условиях: Т=289 К, Р=1 атм=101325 Па

Стандартная энтальпия (теплота) сгорания вещества – это тепловой эффект реакции полного сгорания 1 моль химического соединения в стандартных условиях.

Закон Гесса: теплота химической реакции, протекающей при постоянном давлении или объѐме, не зависит от пути процесса, а только от начального и конечного состояний системы.

Следствия из закона Гесса

Тепловой эффект прямой реакции равен по величине и противоположен по знаку тепловому эффекту обратной реакции.

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот образования продуктов реакции иисходных веществ, умноженных на стехиометрические коэффициенты

Тепловой эффект химической реакции равен разности сумм теплот сгорания (ΔH_c) исходных веществ ипродуктов реакции, умноженных на стехиометрические коэффициенты

Если начальное и конечное состояния химической реакции (реакций) совпадают, то её (их) тепловой эффект равен нулю.