Jina: Misingi ya Kemia Kimwili - Nadharia na Matatizo. 2005.

Kitabu hiki ni kozi fupi katika kemia ya kisasa ya kimwili. Imejengwa kulingana na kanuni ya classical: kila aya huanza na uwasilishaji wa nyenzo za kinadharia, ikifuatiwa na mifano ya kutatua matatizo na kazi kwa ufumbuzi wa kujitegemea. Kwa jumla, kitabu kina kazi 800 katika sehemu kuu za kemia ya mwili. Majibu au maagizo ya kusuluhisha yanatolewa kwa shida zote za hesabu. Kiambatisho kina taarifa zote muhimu kwa kutatua matatizo: majedwali ya data ya thermodynamic na kinetic, orodha ya kanuni za msingi za physicochemical na kima cha chini cha hisabati.

Kitabu hiki kimekusudiwa wanafunzi na walimu wa vyuo vikuu, na vile vile vyuo vikuu vya kemikali, biolojia na matibabu.

Kitabu kilicholetwa kwako ni kitabu cha kemia ya kimwili, kilichokusudiwa hasa wanafunzi wa chuo kikuu na walimu. Ni muhtasari wa uzoefu wa miaka mingi katika kufundisha kemia ya kimwili kwa wanafunzi wa vitivo vya sayansi ya asili ya Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. M. V. Lomonosov. Ushawishi usio na shaka juu ya uchaguzi wa nyenzo na asili ya uwasilishaji wake ulifanywa na mawasiliano ya waandishi na wanafunzi na walimu wa vitivo vya Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. Kitabu chetu kinatofautiana na vitabu vya kiada vya classical juu ya kemia ya mwili kwa kuwa, kwanza, nyenzo za kinadharia zinawasilishwa kwa fomu iliyoshinikwa na iliyojilimbikizia sana, na. pili, inasaidiwa na idadi kubwa ya mifano, kazi na mazoezi. Kwa wale. kwa wale wanaotaka kusoma masuala ya kinadharia kwa undani zaidi, tumekusanya biblia ya kina kwa kila sura.

JEDWALI LA YALIYOMO
DIBAJI 5
SURA YA 1. MISINGI YA CHEMICAL THERMODYNAMICS
§ 1. Dhana za msingi za thermodynamics. Milinganyo ya Jimbo 7
§ 2. Sheria ya kwanza ya thermodynamics 24
§ 3. Thermokemia 36
§ 4. Sheria ya pili ya thermodynamics. Entropy 49
§ 5. Uwezo wa Thermodynamic 65
SURA YA 2 MATUMIZI YA CHEMICAL THERMODYNAMICS
§ 6. Thermodynamics ya suluhu zisizo za elektroliti 83
§ 7. Usawa wa kutofautiana. Utawala wa awamu ya Gibbs. Awamu ya usawa katika mifumo ya sehemu moja 105
§ 8. Usawa wa awamu katika mifumo yenye vipengele viwili 123
§ 9. Usawa wa kemikali 140
§ 10. Adsorption 158
SURA YA 3 UMEME
§ 11. Thermodynamics ya suluhu za elektroliti 171
§ 12. Upitishaji wa umeme wa suluhu za elektroliti 179
§ 13. Saketi za kielektroniki 191
SURA YA 4 TAKWIMU THERMODYNAMICS
§ 14. Dhana za msingi za thermodynamics ya takwimu. Mkutano 206
§ 15. Jumla ya Majimbo na Muhtasari wa Takwimu 219
§ 16. Hesabu ya takwimu ya mali ya thermodynamic ya mifumo bora na halisi 240
SURA YA 5 KENETI ZA KIKEMIKALI
§ 17. Dhana za kimsingi za kinetiki za kemikali 258
§ 18. Kinetiki za miitikio ya mpangilio mzima 268
§ 19. Mbinu za kubainisha mpangilio wa majibu 277
§ 20. Ushawishi wa halijoto kwenye kasi ya athari za kemikali 286
§ 21. Kinetiki za miitikio changamano 297
§ 22. Takriban mbinu za kinetiki za kemikali 310
§ 23. Catalysis 323
§ 24. Athari za picha 346
§ 25. Nadharia za kinetiki za kemikali 356
§ 26. Mienendo ya kemikali 377
SURA YA 6 VIPENGELE VYA NON-EQUILIBRIUM THERMODYNAMICS
§ 27. Thermodynamics zisizo na usawa za laini 393
§ 28. Mifumo isiyo na usawa kabisa 403
APPS
Kiambatisho I. Vipimo vya kipimo cha kiasi halisi 412
Kiambatisho II. Viwango vya kimsingi vya kimwili 412
Kiambatisho III. Jedwali la data ya fizikia-kemikali 413
Kiambatisho IV. Kiwango cha chini cha hisabati 424
Kiambatisho V. Orodha ya fomula za kimsingi za fizikia-kemikali 433
Sura ya 1. Misingi ya thermodynamics ya kemikali 433
Sura ya 2. Matumizi ya thermodynamics ya kemikali 436
Sura ya 3. Electrochemistry 439
Sura ya 4. Thermodynamics ya takwimu 441
Sura ya 5 Kinetiki za Kemikali 442
Sura ya 6. Vipengele vya thermodynamics isiyo ya usawa 445
MAJIBU 446
FASIHI 468
INDEX 471

Pakua e-kitabu bila malipo katika umbizo linalofaa, tazama na usome:
Pakua kitabu Misingi ya Kemia ya Kimwili - Nadharia na Matatizo - Eremin V.V., Kargov S.I. - fileskachat.com, upakuaji wa haraka na wa bure.

Pakua djvu
Unaweza kununua kitabu hiki hapa chini kwa bei nzuri iliyopunguzwa na ukiletwa kote nchini Urusi.

Misingi ya kemia ya kimwili. Nadharia na kazi. Eremin V.V., Kargov S.I. na nk.

M.: 2005. - 480 p. (Mfululizo "Kitabu cha Chuo Kikuu cha Classical")

Kitabu hiki ni kozi fupi katika kemia ya kisasa ya kimwili. Imejengwa kulingana na kanuni ya classical: kila aya huanza na uwasilishaji wa nyenzo za kinadharia, ikifuatiwa na mifano ya kutatua matatizo na kazi kwa ufumbuzi wa kujitegemea. Kwa jumla, kitabu kina kazi 800 katika sehemu kuu za kemia ya mwili. Majibu au maagizo ya kusuluhisha yanatolewa kwa shida zote za hesabu. Kiambatisho kina taarifa zote muhimu kwa kutatua matatizo: majedwali ya data ya thermodynamic na kinetic, orodha ya kanuni za msingi za physicochemical na kima cha chini cha hisabati.

Kitabu hiki kimekusudiwa wanafunzi na walimu wa vyuo vikuu, na vile vile vyuo vikuu vya kemikali, biolojia na matibabu.

Umbizo: pdf

Ukubwa: 5 MB

Pakua: drive.google

Umbizo: djvu

Ukubwa: 7.54 MB

Pakua: drive.google

JEDWALI LA YALIYOMO
DIBAJI 5
SURA YA 1. MISINGI YA THERMODYNAMICS YA KIKEMIKALI
§ 1. Dhana za msingi za thermodynamics. Milinganyo ya Jimbo 7
§ 2. Sheria ya kwanza ya thermodynamics 24
§ 3. Thermokemia 36
§ 4. Sheria ya pili ya thermodynamics. Entropy 49
§ 5. Uwezo wa Thermodynamic 65
SURA YA 2. MATUMIZI YA KEMIKALI YA THERMODYNAMICS
§ 6. Thermodynamics ya suluhu zisizo za elektroliti 83
§ 7. Usawa wa kutofautiana. Utawala wa awamu ya Gibbs. Awamu ya usawa katika mifumo ya sehemu moja 105
§ 8. Usawa wa awamu katika mifumo yenye vipengele viwili 123
§ 9. Usawa wa kemikali 140
§ 10. Adsorption 158
SURA YA 3. ELECTROCHEMISTRY
§ 11. Thermodynamics ya suluhu za elektroliti 171
§ 12. Upitishaji wa umeme wa suluhu za elektroliti 179
§ 13. Saketi za kielektroniki 191
SURA YA 4. TAKWIMU THERMODYNAMICS
§ 14. Dhana za msingi za thermodynamics ya takwimu. Mkutano 206
§ 15. Jumla ya Majimbo na Muhtasari wa Takwimu 219
§ 16. Hesabu ya takwimu ya mali ya thermodynamic ya mifumo bora na halisi 240
SURA YA 5. KINETIKI ZA KIKEMIKALI
§ 17. Dhana za kimsingi za kinetiki za kemikali 258
§ 18. Kinetiki za miitikio ya mpangilio mzima 268
§ 19. Mbinu za kubainisha mpangilio wa majibu 277
§ 20. Ushawishi wa halijoto kwenye kasi ya athari za kemikali 286
§ 21. Kinetiki za miitikio changamano 297
§ 22. Takriban mbinu za kinetiki za kemikali 310
§ 23. Catalysis 323
§ 24. Athari za picha 346
§ 25. Nadharia za kinetiki za kemikali 356
§ 26. Mienendo ya kemikali 377
SURA YA 6. VIPENGELE VYA THERMODYNAMICS ISIYO NA USAWA
§ 27. Thermodynamics zisizo na usawa za laini 393
§ 28. Mifumo isiyo na usawa kabisa 403
APPS
Kiambatisho I. Vipimo vya kipimo cha kiasi halisi 412
Kiambatisho II. Viwango vya kimsingi vya kimwili 412
Kiambatisho III. Jedwali la data ya fizikia-kemikali 413
Kiambatisho IV. Kiwango cha chini cha hisabati 424
Kiambatisho V. Orodha ya fomula za kimsingi za fizikia-kemikali 433
Sura ya 1. Misingi ya thermodynamics ya kemikali 433
Sura ya 2. Matumizi ya thermodynamics ya kemikali 436
Sura ya 3. Electrochemistry 439
Sura ya 4. Thermodynamics ya takwimu 441
Sura ya 5 Kinetiki za Kemikali 442
Sura ya 6. Vipengele vya thermodynamics isiyo ya usawa 445
MAJIBU 446
FASIHI 468
INDEX 471

M.: Mtihani, 2005. - 480 p. (Mfululizo "Kitabu cha Chuo Kikuu cha Classical")

Kitabu hiki ni kozi fupi katika kemia ya kisasa ya kimwili. Imejengwa kulingana na kanuni ya classical: kila aya huanza na uwasilishaji wa nyenzo za kinadharia, ikifuatiwa na mifano ya kutatua matatizo na kazi kwa ufumbuzi wa kujitegemea. Kwa jumla, kitabu kina kazi 800 katika sehemu kuu za kemia ya mwili. Majibu au maagizo ya kusuluhisha yanatolewa kwa shida zote za hesabu. Kiambatisho kina taarifa zote muhimu kwa kutatua matatizo: majedwali ya data ya thermodynamic na kinetic, orodha ya kanuni za msingi za physicochemical na kima cha chini cha hisabati.

Kitabu hiki kimekusudiwa wanafunzi na walimu wa vyuo vikuu, na vile vile vyuo vikuu vya kemikali, biolojia na matibabu.

• JEDWALI LA YALIYOMO
• DIBAJI 5
• SURA YA 1. MISINGI YA THERMODYNAMICS YA KIKEMIKALI
• § 1. Dhana za msingi za thermodynamics. Milinganyo ya Jimbo 7
• § 2. Sheria ya kwanza ya thermodynamics 24
• § 3. Thermokemia 36
• § 4. Sheria ya pili ya thermodynamics. Entropy 49
• § 5. Uwezo wa Thermodynamic 65
• SURA YA 2. MATUMIZI YA KEMIKALI YA THERMODYNAMICS
• § 6. Thermodynamics ya suluhu zisizo za elektroliti 83
• § 7. Usawa wa kutofautiana. Utawala wa awamu ya Gibbs. Awamu ya usawa katika mifumo ya sehemu moja 105
• § 8. Usawa wa awamu katika mifumo yenye vipengele viwili 123
• § 9. Usawa wa kemikali 140
• § 10. Adsorption 158
• SURA YA 3. ELECTROCHEMISTRY
• § 11. Thermodynamics ya suluhu za elektroliti 171
• § 12. Upitishaji wa umeme wa suluhu za elektroliti 179
• § 13. Saketi za kielektroniki 191
• SURA YA 4. TAKWIMU THERMODYNAMICS
• § 14. Dhana za msingi za thermodynamics ya takwimu. Mkutano 206
• § 15. Jumla ya Majimbo na Muhtasari wa Takwimu 219
• § 16. Hesabu ya takwimu ya mali ya thermodynamic ya mifumo bora na halisi 240
• SURA YA 5. KINETIKI ZA KIKEMIKALI
• § 17. Dhana za kimsingi za kinetiki za kemikali 258
• § 18. Kinetiki za miitikio ya mpangilio mzima 268
• § 19. Mbinu za kubainisha mpangilio wa majibu 277
• § 20. Ushawishi wa halijoto kwenye kasi ya athari za kemikali 286
• § 21. Kinetiki za miitikio changamano 297
• § 22. Takriban mbinu za kinetiki za kemikali 310
• § 23. Catalysis 323
• § 24. Athari za picha 346
• § 25. Nadharia za kinetiki za kemikali 356
• § 26. Mienendo ya kemikali 377
• SURA YA 6. VIPENGELE VYA THERMODYNAMICS ISIYO NA USAWA
• § 27. Thermodynamics zisizo na usawa za laini 393
• § 28. Mifumo isiyo na usawa kabisa 403
• APPS
• Kiambatisho I. Vipimo vya kipimo cha kiasi halisi 412
• Kiambatisho II. Viwango vya kimsingi vya kimwili 412
• Kiambatisho III. Jedwali la data ya fizikia-kemikali 413
• Kiambatisho IV. Kiwango cha chini cha hisabati 424
• Kiambatisho V. Orodha ya fomula za kimsingi za fizikia-kemikali 433
• Sura ya 1. Misingi ya thermodynamics ya kemikali 433
• Sura ya 2. Matumizi ya thermodynamics ya kemikali 436
• Sura ya 3. Electrochemistry 439
• Sura ya 4. Thermodynamics ya takwimu 441
• Sura ya 5 Kinetiki za Kemikali 442
• Sura ya 6. Vipengele vya thermodynamics isiyo ya usawa 445
• MAJIBU 446
• FASIHI 468
• INDEX 471

Katika kitabu cha maandishi kilichoandikwa na walimu wa Kitivo cha Kemia cha Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. M. V. Lomonosov, misingi ya kisasa ya kinadharia ya thermodynamics ya kemikali na kinetics ya kemikali huwasilishwa, maombi yao ya vitendo yanazingatiwa. Ikilinganishwa na la kwanza (Mtihani, 2005), toleo jipya limesahihishwa na kuongezwa kwa kiasi kikubwa. Kitabu hiki kina sehemu mbili: katika nadharia ya kwanza, ya pili - kazi, maswali, mazoezi, na meza za data ya kimwili na kemikali, kanuni za msingi, kiwango cha chini cha hisabati. Majibu au maelekezo ya kutatua matatizo yote yanatolewa.

Kwa wanafunzi na walimu wa vyuo vikuu na vyuo vikuu vya kiufundi, pamoja na shule maalumu za kemikali.

Dibaji

Kitabu cha maandishi juu ya kemia ya kimwili inayotolewa kwa tahadhari ya wasomaji imekusudiwa wanafunzi na walimu wa vyuo vikuu na vyuo vikuu vya mwelekeo wa kemikali. Ni muhtasari wa uzoefu wa miaka mingi katika kufundisha kemia ya kimwili kwa wanafunzi wa vitivo vya sayansi ya asili ya Chuo Kikuu cha Jimbo la Lomonosov Moscow. Hili ni toleo la pili la kitabu. Ikilinganishwa na toleo la awali, kitabu kimesahihishwa na kuongezwa kwa kiasi kikubwa. Kwanza kabisa, hii inahusu nyenzo za kinadharia: ikiwa katika toleo la kwanza tu nyenzo ambazo ni muhimu kwa kutatua matatizo ziliwasilishwa, sasa sehemu za kinadharia zimepata tabia ya kujitegemea, uwasilishaji umekuwa mkali zaidi na wa mantiki. Tunafuatilia mara kwa mara uhusiano kati ya matumizi ya vitendo ya kemia ya kimwili na nafasi za kimsingi za kinadharia. Sehemu zinazotolewa kwa thermodynamics ya kemikali na takwimu zimefanyiwa usindikaji mkubwa zaidi. Katika toleo jipya la kitabu cha maandishi, nadharia inachukua kiasi kwamba tuliona ni muhimu kuitenganisha katika sehemu tofauti.

Kazi na mifano ambayo sasa ni sehemu ya pili imebakia karibu bila kubadilika, hata hivyo, kwa urahisi wa walimu, tumewaongezea na maswali ya kinadharia na chaguzi za vipimo vya viwango mbalimbali vya ugumu, ambayo inafanya uwezekano wa kutumia nyenzo sio. tu katika kemia, lakini pia katika fani zinazohusiana. Kwa mada nyingi, kuna kazi 20-30 za viwango tofauti vya utata na mifano kadhaa ya suluhisho lao. Katika sehemu zote, tulijaribu, ikiwa inawezekana, kuchanganya kazi za computational na semantic. Majibu au maagizo ya kusuluhisha yanatolewa kwa shida zote za hesabu. Mchanganyiko wa kazi na tofauti katika viwango vya ugumu huturuhusu kutumaini kwamba kitabu hiki kinaweza kutumika sio tu katika kozi za jadi za kemia ya kimwili, lakini pia katika kozi zilizo na maudhui sawa, kwa mfano, kemia ya jumla au ya isokaboni.

Sehemu ya kwanza, ya kinadharia ya kitabu hicho ina sura sita, zinazofunika sehemu kuu za kozi ya kemia ya mwili, isipokuwa kemia ya colloidal na muundo wa molekuli, ambazo zina hadhi ya kozi za kujitegemea katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow na zaidi. vyuo vikuu vingine.

Tulijaribu kukifanya kitabu hiki kiwe cha kujitosheleza kadri tuwezavyo, na kwa hivyo kujumuishwa katika kiambatisho (katika Sehemu ya 2) majedwali ya data halisi na kemikali na orodha ya fomula za hisabati zinazotumiwa sana. Maombi pia yana orodha ya fomula za kimsingi za mwili na kemikali, ambazo zitakuwa muhimu kwa wanafunzi kujiandaa kwa mitihani, colloquia au mitihani.

Kwa urahisi, faharasa ya somo imewekwa katika sehemu ya 1 ya kitabu cha kiada

Waandishi watashukuru kwa maoni yoyote, matakwa na mapendekezo ambayo yanaweza kutumwa kwa anwani: 119991, Moscow, V-234, Leninskiye Gory, 1, jengo la 3, Kitivo cha Kemia, Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow au kwa barua pepe:
[barua pepe imelindwa]
[barua pepe imelindwa]
[barua pepe imelindwa]
[barua pepe imelindwa]
[barua pepe imelindwa]

V.V. Eremin
I.A. Uspenskaya
S.I. Kargov
HAPANA. Kuzmenko
V.V. Lunin

Dibaji

Kitabu kilicholetwa kwako ni kitabu cha kemia ya kimwili, kilichokusudiwa hasa wanafunzi wa chuo kikuu na walimu. Ni muhtasari wa uzoefu wa miaka mingi katika kufundisha kemia ya kimwili kwa wanafunzi wa vitivo vya sayansi ya asili ya Chuo Kikuu cha Jimbo la Lomonosov Moscow. M. V. Lomonosov. Ushawishi usio na shaka juu ya uteuzi wa nyenzo na asili ya uwasilishaji wake ulifanywa na mawasiliano ya waandishi na wanafunzi na walimu wa vitivo vya Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow. Kitabu chetu kinatofautiana na vitabu vya classical juu ya kemia ya kimwili kwa kuwa, kwanza, nyenzo za kinadharia zinawasilishwa kwa fomu mafupi na yenye kujilimbikizia, na, pili, inasaidiwa na idadi kubwa ya mifano, kazi na mazoezi. Kwa wale wanaotaka kusoma masuala ya kinadharia kwa undani zaidi, tumekusanya biblia ya kina kwa kila sura.

Mtangulizi wa kitabu hiki alikuwa mkusanyiko wetu "Matatizo katika Kemia ya Kimwili" (Moscow: Mtihani, 2003). Kuitumia mara kwa mara

katika kazi, tulifikia hitimisho kwamba nyenzo za kinadharia zilizowasilishwa ndani yake zinahitaji usindikaji mkubwa. Kiwango cha marekebisho haya kiligeuka kuwa kirefu sana hivi kwamba kitabu kipya kilionekana, ambacho msisitizo kuu sio juu ya shida, lakini kwa kanuni za kinadharia za kemia ya mwili. Sehemu zinazotolewa kwa kanuni za kimsingi na vipengele vinavyotumika vya thermodynamics ya kemikali zimebadilika zaidi. Kwa kuongeza, sehemu mpya kabisa zimeongezwa, ambazo hupitia mafanikio ya kisasa ya kisayansi.

katika maeneo ya mienendo isiyo ya mstari na mienendo ya kemikali katika safu ya femtosecond. Wakati wa kuwasilisha nyenzo za kinadharia, tulijaribu kuwa na mantiki na kujaribu kuonyesha uhusiano wa kimwili wowote matokeo ya kemikali-shirikishi, matumizi na fomula zenye misingi, yaani, na sheria za kimsingi za thermodynamics ya kemikali na kinetiki za kemikali.

Kitabu hiki kina sura sita zinazofunika sehemu kuu za kozi ya kemia ya kimwili, mtu anaweza hata kusema sehemu za "classical", akikumbuka ukweli kwamba sio tu katika Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow, lakini pia katika vyuo vikuu vingine vingi, idadi ya sehemu. ya kemia ya jadi ya kimwili, kama vile kemia ya colloidal, muundo wa molekuli, spectroscopy, ina hadhi ya kozi za kujitegemea.

Tuliamua kuwasilisha nyenzo za kila aya katika mlolongo ufuatao:

1) utangulizi wa kinadharia kwa kila sehemu iliyo na ufafanuzi na kanuni za kimsingi;

2) mifano ya utatuzi wa shida;

3) kazi kwa suluhisho la kujitegemea.

Njia hii ya uwasilishaji, kwa maoni yetu, ni bora.

kwa ajili ya kufanya semina na kujiandaa kwa ajili ya mtihani katika kemia ya kimwili.

Mada nyingi ni pamoja na kazi 20-30 za viwango tofauti vya utata na mifano kadhaa ya suluhisho lao. Katika sehemu zote, tulijaribu, ikiwa inawezekana, kuchanganya kazi za computational na semantic. Shida nyingi zina "zest", ambayo ni kwamba, zinahitaji uelewa wa kina wa somo, angavu na mawazo fulani, na sio tu kubadilisha nambari kwenye fomula inayojulikana. Majibu au maagizo ya kusuluhisha yanatolewa kwa shida zote za hesabu. Matatizo mengine yanachukuliwa kutoka kwa vitabu vinavyojulikana na vitabu vya tatizo katika kemia ya kimwili (tazama marejeleo), matatizo mengi ni maendeleo ya awali ya waandishi. Tofauti ya kazi na tofauti katika viwango vya utata hutuwezesha kutumaini kwamba mkusanyiko huu unaweza kutumika sio tu katika kozi za jadi za kemia ya kimwili, lakini pia katika kozi zilizo na maudhui sawa, kwa mfano, kemia ya jumla au ya isokaboni.

Tulijaribu kukifanya kitabu hiki kiwe cha kujitosheleza iwezekanavyo, na kwa hivyo tukajumuisha majedwali ya data ya fizikia na orodha ya fomula za hesabu zinazotumiwa sana katika kiambatisho. Maombi pia yana orodha ya fomula za kimsingi za fizikia, ambazo zitakuwa muhimu kwa wanafunzi kwa maandalizi ya wazi ya mitihani.

Tunatoa shukrani zetu za dhati kwa Profesa M.V. Korobov kwa maneno muhimu, kuzingatia ambayo ilifanya iwezekanavyo kuboresha ubora wa kitabu.

Leninskiye Gory, 1, jengo la 3, Kitivo cha Kemia, Chuo Kikuu cha Jimbo la Moscow au

barua pepe: [barua pepe imelindwa] [barua pepe imelindwa] [barua pepe imelindwa] [barua pepe imelindwa] [barua pepe imelindwa]

V.V. Eremin S.I. Kargov I.A. Uspenskaya N.E. Kuzmenko V.V. Lunin

Aprili 2005

1 Misingi ya thermodynamics ya kemikali

§ 1. Dhana za msingi za thermodynamics. Milinganyo ya serikali

Dhana za kimsingi

Thermodynamics ni sayansi ambayo inasoma mabadiliko ya pamoja ya joto na kufanya kazi katika mifumo ya usawa na wakati wa mpito hadi usawa. Kemikali thermodynamics ni tawi la kemia ya kimwili ambayo mbinu za thermodynamic hutumiwa kuchambua matukio ya kemikali na physicochemical: athari za kemikali, mabadiliko ya awamu, na michakato katika ufumbuzi.

Kitu cha utafiti wa thermodynamics ni mfumo wa thermodynamic- kitu cha nyenzo kilichotengwa na mazingira ya nje kwa usaidizi wa uso wa mpaka halisi au wa kufikiria na uwezo wa kubadilishana nishati na (au) jambo na miili mingine. Mfumo wowote wa thermodynamic ni mfano wa kitu halisi, kwa hivyo mawasiliano yake na ukweli inategemea makadirio ambayo huchaguliwa ndani ya mfumo wa mfano uliotumiwa. Mifumo ni:

wazi, ambayo kuna kubadilishana kwa nishati na suala na mazingira;

imefungwa, ambayo kuna kubadilishana kwa nishati na mazingira, lakini hakuna kubadilishana kwa suala;

pekee, ambayo hakuna kubadilishana na mazingira ya aidha nishati au jambo.

Hali ya mfumo wowote wa thermodynamic inaweza kuelezewa

kuhesabiwa na vigezo vya thermodynamic. Zote zimeunganishwa, na kwa urahisi wa kuunda vifaa vya hisabati, zimegawanywa kwa masharti katika anuwai za kujitegemea na.

kazi za thermodynamic. Vigezo ambavyo vimewekwa na masharti ya uwepo wa mfumo, na kwa hivyo haziwezi kubadilika ndani ya shida inayozingatiwa, huitwa. vigezo vya thermodynamic. Kuna vigezo:

nje, ambayo imedhamiriwa na mali na kuratibu za miili katika mazingira na hutegemea mawasiliano ya mfumo na mazingira, kwa mfano, wingi au idadi ya vipengele n, nguvu ya shamba la umeme E; idadi ya vigezo vile ni mdogo;

ndani, ambayo inategemea tu mali ya mfumo yenyewe, kwa mfano, wiani ρ, nishati ya ndani U; tofauti na vigezo vya nje, idadi ya mali hiyo haina ukomo;

kina, ambacho kinalingana moja kwa moja na wingi wa mfumo au idadi ya chembe, kwa mfano, kiasi cha V, nishati U, entropy S, uwezo wa joto C;

makali, ambayo hayategemei wingi wa mfumo au idadi ya chembe, kwa mfano, joto T, wiani ρ, shinikizo p. Uwiano wa anuwai mbili kubwa ni kigezo cha kina, kama vile kiasi cha molekuli V au sehemu x ya mole.

Mahali maalum katika thermodynamics ya kemikali inachukuliwa na vigezo vinavyoelezea utungaji wa kiasi mifumo. Katika mifumo ya homogeneous homogeneous, tunazungumza juu ya muundo wa kemikali, na katika mifumo tofauti, tunazungumza juu ya muundo wa kemikali na awamu. Katika mifumo iliyofungwa, muundo unaweza kubadilika kama matokeo ya athari za kemikali na ugawaji wa vitu kati ya sehemu za mfumo, katika mifumo wazi, kwa sababu ya uhamishaji wa dutu kupitia uso wa kudhibiti. Ili kuashiria muundo wa ubora na idadi ya mfumo, haitoshi kuashiria muundo wake wa kimsingi (atomi ambazo vitu na kwa idadi gani ziko kwenye mfumo). Ni muhimu kujua ni vitu gani halisi (molekuli, ions, complexes, nk) mfumo unajumuisha. Dutu hizi huitwa viambajengo. Uchaguzi wa vipengele vya mfumo hauwezi kuwa pekee, lakini ni muhimu kwamba:

kwa msaada wao iliwezekana kuelezea mabadiliko yoyote iwezekanavyo katika muundo wa kemikali wa kila sehemu ya mfumo;

kiasi chao kilikutana na mahitaji fulani, kwa mfano, hali ya kutokuwa na upande wa umeme wa mfumo, usawa wa nyenzo, nk.

Vijenzi na wingi wao vinaweza kubadilika wakati wa mmenyuko wa kemikali. Hata hivyo, mtu anaweza daima kuchagua seti fulani ya chini ya vitu vya kutosha kuelezea muundo wa mfumo. Vipengele vile vya mfumo huitwa vipengele vya kujitegemea

mi, au vipengele.

Miongoni mwa vigezo vya thermodynamic, nguvu za jumla na kuratibu za jumla. Nguvu za jumla zinaashiria serikali

usawa. Hizi ni pamoja na shinikizo p, uwezo wa kemikali µ, uwezo wa umeme ϕ, mvutano wa uso σ. Nguvu za jumla ni vigezo vikali.

Kuratibu za jumla ni idadi inayobadilika chini ya hatua ya nguvu zinazolingana za jumla. Hizi ni pamoja na ujazo wa V, kiasi cha jambo n, chaji e, eneo Ω. Kuratibu zote za jumla ni vigezo vingi.

Seti ya mali kali ya thermodynamic huamua hali ya mfumo. Majimbo yafuatayo ya mifumo ya thermodynamic yanajulikana:

usawa, wakati sifa zote za mfumo ni mara kwa mara na hakuna mtiririko wa suala au nishati ndani yake. Wakati huo huo, wanatofautisha:

- hali ya utulivu (imara), ambayo athari yoyote isiyo na ukomo husababisha tu mabadiliko ya hali ya chini, na wakati athari hii inapoondolewa, mfumo unarudi kwenye hali yake ya awali;

- hali ya metastable, ambayo inatofautiana na moja imara kwa kuwa baadhi ya vitendo vya mwisho husababisha mabadiliko ya mwisho katika hali ambayo haipotei wakati madhara haya yameondolewa;

kutokuwa na usawa (isiyo na msimamo, labile ) hali ambayo hatua yoyote ndogo sana husababisha mabadiliko ya mwisho katika hali ya mfumo;

stationary, wakati vigezo vya kujitegemea ni mara kwa mara kwa wakati, lakini kuna mtiririko katika mfumo.

Ikiwa hali ya mfumo inabadilika, basi wanasema kwamba mfumo

ni mchakato wa thermodynamic. Sifa zote za thermodynamic zinafafanuliwa madhubuti tu katika majimbo ya usawa. Kipengele cha maelezo ya taratibu za thermodynamic ni kwamba hazizingatiwi kwa wakati, lakini katika nafasi ya jumla ya vigezo vya kujitegemea vya thermodynamic, i.e. sifa si kwa kiwango cha mabadiliko katika mali, lakini kwa ukubwa wa mabadiliko. Mchakato katika thermodynamics ni mlolongo wa majimbo ya mfumo unaoongoza kutoka kwa seti moja ya awali ya vigezo vya thermodynamic hadi nyingine - ya mwisho.

Kuna michakato:

kwa hiari, kwa ajili ya utekelezaji ambao si lazima kutumia nishati;

yasiyo ya hiari, kutokea tu kwa matumizi ya nishati;

kubadilishwa, wakati mabadiliko ya mfumo kutoka kwa hali moja hadi nyingine na nyuma yanaweza kutokea kwa njia ya mlolongo wa majimbo sawa, na baada ya kurudi kwenye hali yake ya awali, hakuna mabadiliko ya macroscopic katika mazingira;

quasi-static, au usawa, ambayo hutokea chini ya hatua

athari ya tofauti isiyo na kikomo ya nguvu za jumla;

14 Sura ya 1. Misingi ya thermodynamics ya kemikali

isiyoweza kutenduliwa, au isiyo ya usawa, wakati kama matokeo ya mchakato haiwezekani kurudisha mfumo na mazingira yake kwa hali yake ya asili.

KATIKA Wakati wa mchakato, baadhi ya vigezo vya thermodynamic vinaweza kudumu. Hasa, kuna isothermal ( T = const), isochoric (V = const), isobariki (p = const) na adiabatic (Q = 0, δ Q = 0) taratibu.

Kazi za thermodynamic zimegawanywa katika:

kazi za serikali, ambayo inategemea tu hali ya mfumo na haitegemei njia ambayo hali hii inapokelewa;

kazi za mpito, thamani ambayo inategemea njia ambayo mfumo hubadilika.

Mifano ya utendakazi wa serikali: nishati U, enthalpy H, nishati ya Helmholtz F, Gibbs nishati G, entropy S. Vigezo vya Thermodynamic - kiasi V , shinikizo p , joto T - pia inaweza kuchukuliwa kuwa kazi za serikali, tangu wao ni sifa ya kipekee ya hali ya mfumo. Mifano ya kazi za mpito: joto Q na kazi W .

Kazi za serikali zina sifa ya sifa zifuatazo:

mabadiliko ya utendakazi usio na kikomo f ni tofauti kamili (iliyoashiria df);

mabadiliko ya kazi kwenye mpito wa hali 1 hadi hali 2 op-

imedhamiriwa tu na hali hizi: ∫ df = f 2 - f 1;

kama matokeo ya mchakato wowote wa mzunguko, kazi ya serikali haibadilika:∫v df = 0 .

Kuna njia kadhaa za ujenzi wa axiomatic wa thermodynamics. Katika toleo hili, tunaendelea kutokana na ukweli kwamba hitimisho na mahusiano ya thermodynamics yanaweza kuundwa kwa misingi ya postulates mbili (nafasi za awali) na sheria tatu (mwanzo).

Nafasi ya kwanza ya awali, au mkao wa msingi wa thermodynamics:

Mfumo wowote uliojitenga hatimaye unakuja katika hali ya usawa na hauwezi kutoka humo kwa hiari.

Kifungu hiki kinaweka mipaka ya ukubwa wa mifumo ambayo thermodynamics inaelezea. Haina kushikilia kwa mifumo ya kiwango cha astronomia na mifumo ya microscopic yenye idadi ndogo ya chembe. Mifumo ya ukubwa wa galactic haiji katika usawa kutokana na nguvu za uvutano za masafa marefu. Mifumo ya hadubini inaweza kwenda nje ya usawa kwa hiari; jambo hili linaitwa kushuka kwa thamani. Katika takwimu -

Imeonyeshwa katika fizikia ya kimwili kwamba thamani ya jamaa ya mabadiliko ya kiasi cha thermodynamic ni ya utaratibu wa 1/ N, ambapo N ni idadi ya chembe katika mfumo. Ikiwa tunadhania kwamba maadili ya jamaa chini ya 10-9 hayawezi kugunduliwa kwa majaribio, basi kikomo cha chini cha idadi ya chembe katika mfumo wa thermodynamic ni 1018.

Mpito wa hiari wa mfumo kutoka hali isiyo ya usawa hadi hali ya usawa inaitwa kupumzika. Postulate ya msingi ya thermodynamics haisemi chochote kuhusu muda wa kupumzika, inasema kwamba hali ya usawa ya mfumo itafikiwa bila kushindwa, lakini muda wa mchakato huo haujafafanuliwa kwa njia yoyote. Katika usawa wa classical ter-

modinamics hawana dhana ya wakati hata kidogo.

Ili kutumia thermodynamics kwa uchambuzi wa michakato halisi, ni muhimu kuendeleza baadhi ya vigezo vya vitendo ambavyo itawezekana kuhukumu kukamilika kwa mchakato, i.e. kufikia hali ya usawa. Hali ya mfumo inaweza kuchukuliwa kuwa ya usawa ikiwa thamani ya sasa ya kutofautiana inatofautiana na thamani ya usawa kwa kiasi kidogo kuliko hitilafu ambayo variable hii inapimwa. Mchakato wa kustarehesha unaweza kuchukuliwa kuwa umekamilika ikiwa mali inayozingatiwa ya mfumo itasalia bila kubadilika kwa muda unaolinganishwa na muda wa kupumzika kwa kigezo hiki. Kwa kuwa michakato kadhaa inaweza kutokea wakati huo huo katika mfumo, wakati wa kuzingatia masharti ya kufikia usawa, ni muhimu kulinganisha nyakati za kupumzika kwa vigezo tofauti. Mara nyingi sana, mfumo ambao hauko katika usawa kwa ujumla unageuka kuwa katika usawa kwa heshima na michakato na muda mfupi wa kupumzika, na maelezo yao ya thermodynamic yanageuka kuwa sahihi kabisa.

Msimamo wa pili wa awali, au sheria ya sifuri ya thermodynamics, inaelezea mali ya mifumo katika hali ya usawa wa joto:

Ikiwa mfumo A uko katika usawa wa joto na mfumo B, ambao nao uko katika usawa na mfumo C, basi mifumo A na C pia ziko katika usawa wa joto.

Nakala ya pili inazungumza juu ya uwepo wa tofauti maalum ya kina ambayo inaashiria hali ya usawa wa joto na inaitwa joto. Mifumo katika usawa wa joto ina joto sawa. Hivyo, sheria ya sifuri ni postulate kuhusu kuwepo kwa joto. Sio tu ya joto, lakini pia usawa mwingine wowote (mitambo, uenezaji, nk) una mpito, lakini katika thermodynamics tu usawa wa joto huwekwa, na upatanisho wa vigezo vingine vyote vya juu kwenye uso wa udhibiti ni matokeo ya postulate hii na ya pili. sheria ya thermodynamics.

Milinganyo ya serikali

Inachofuata kutoka kwa postulates ya thermodynamics kwamba, kwa usawa, vigezo vya ndani vya mfumo wa thermodynamic ni kazi za vigezo vya nje na joto. Kwa mfano, ikiwa mfumo una vipengele vya K, unachukua kiasi cha V na una joto la T, basi kwa usawa, sifa yoyote ya thermodynamic ya mfumo huu, kama vile kiasi na viwango vya misombo iliyoundwa, idadi ya awamu, shinikizo, uwezo wa joto. , mgawo wa upanuzi wa joto, na wengine, ni utendakazi wa angalau (K + 2) vigezo huru. Ikiwa mfumo umefungwa, i.e. haiwezi kubadilishana jambo na mazingira, basi vigezo viwili vya kujitegemea vinatosha kuelezea mali zake. Hii ina maana kuwepo milinganyo ya serikali mfumo wa thermodynamic, unaohusiana na vigezo vya ndani na vigezo vya nje na joto au nishati ya ndani. Katika hali ya jumla, equation ya serikali ina fomu:

f (a , b ,T ) = 0 au a = a (b ,T ) ,

ambapo a ni seti ya vigezo vya ndani, b ni seti ya vigezo vya nje, T ni joto.

Ikiwa parameter ya ndani ni shinikizo na parameter ya nje ni kiasi, basi equation ya hali

p = p(V , n, T )

inayoitwa joto. Ikiwa parameter ya ndani ni nishati na parameter ya nje ni kiasi, basi equation ya hali

U = U(V, n, T)

inayoitwa kalori.

Idadi ya equations huru ya serikali ni sawa na tofauti ya mfumo, i.e. idadi ya vigezo vya kujitegemea vya kutosha kuelezea hali ya thermodynamic ya mfumo wa usawa (ni moja zaidi ya idadi ya vigezo vya nje).

Katika kesi ya mfumo wa kufungwa kwa kutokuwepo kwa mashamba ya nje na athari za uso, idadi ya vigezo vya nje ni 1 (V), kwa mtiririko huo, idadi ya equations ya hali ni 2. Ikiwa mfumo wa wazi una vipengele vya K na unaweza kubadilisha kiasi. , basi idadi ya vigezo vya nje ni K + 1, na milinganyo ya nambari ya hali ni

K+2.

Ikiwa equations ya joto na caloric ya serikali inajulikana, basi vifaa vya thermodynamics hufanya iwezekanavyo kuamua mali zote za thermodynamic za mfumo, i.e. pata maelezo yake kamili ya thermodynamic