Қоршаған ортамен әрекеттесуі бойынша жүйелер жіктеленеді

Қоршаған ортамен әрекеттесуі бойынша жүйелер жіктеленеді:

• Затымен де, энергиясымен де айналадағы ортамен алмаса алатын жүйе – ашық жүйе;
• Айналадағы ортамен зат алмасудан басқа байланыста болатын жүйе – тұйық жүйе;
• Ортамен ешқандай байланысы болмайтын жүйе – оқшауланған жүйе;

• Е

• Е

• Жүйені сипаттайтын барлық физикалық және химиялық қасиеттерінің
• жиынтығы жүйенің күйі деп аталады.
• Жүйенің күйі термодинамикалық параметрлер мен функциялар арқылы
• сипатталанады.
• Күй параметрлеріне – мәні бірден беріліп және өлшену мүмкін айнымалы
• шамалар жатады: температура T, көлем V, қысым P.

• Күй параметрлері

• Экстенсивтік

• Интенсивтік

• Олар жүйедегі
• заттардың мөлшеріне
• пропорционал болады
• (көлем, масса, энтальпия)

• Жүйедегі заттардың
• мөлшеріне тәуелді емес
• (температура, қысым,
• тұтқырлық)

• Жүйе күйінің қандай болса да бір параметрінің өзгеруі процесс деп аталады.

• Термодинамикалық процестер

• Изотермиялық процесс
• (T=const)

• Изобаралық процесс
• (Р=const)

• Изохоралық процесс
• (V=const)

• Адиабаттық процесс
• (Q = 0)

• Жүйе мен айналадағы орта
• арасында жылу алмасу жоқ

• Жүйе күйінің параметрлері
• өзгерістерден кейін бастапқы күйге
• қайта оралса, процесс айналымды
• немесе цикл деп аталады.

• Күй параметрлерге тәуелді және тура өлшене алмайтын айнымалы шамалар – термодинамикалық функциялар деп аталады.

• Термодинамикалық функциялар

• Процестің функциялары:
• Q – жылу, A – жұмыс

• Күй функциялары:
• U – ішкі энергия,
• H – энтальпия,
• S – энтропия,
• G – изобаро-изотермиялық потенциал (Гиббс бос энергиясы),
• F – изохоро-изотермиялық потенциал (Гельмгольцтың бос энергиясы)

• Термодинамиканың I – заңы

• Термодинамиканың бірініші заңы – бұл оқшауланған жүйенің энергиясын сақтайтын заң: энергияның әр түрлі формалары бір-біріне тек эквивалентті мөлшерде ауысады.
• Жүйеге берілген жылу сол жүйенің ішкі энергиясын ұлғайтуға және сыртқы күштерге әсер ету үшін жұмысқа жұмсалады:

• Ішкі энергияға жүйені құрайтын бөлшектердің (атом, электрон, ядро, молекулалар) қозғалысы мен өзара әрекеттесу энергияларының барлық түрі енеді де, жүйенің кинетикалық энергиясы мен сыртқы күштердің потенциалдық энергиясы кірмейді. Ішкі энергияның абсолюттік мәні анықталынбайды, бірақ оның өзерісін табуға болады:

• Үдерістің жұмысы – бұл өзара әрекеттесу нәтижесінде бір денеден екінші денеге берілетін энергия. Химиялық термодинамикада газдың ұлғаю жұмысы қарастырылады:

• =>

• Изохоралық процестер үшін : V=const,

• сонда

• Изотермиялық процестер үшін : Т=const және U=const, dU=0 сонда:

• Адиабаттық (сыртқы ортамен жылу арқылы алмасуы жоқ) процестер үшін : Q=0 сонда:

• Изобаралық процестер үшін : р=const, dp=0 H – энтальпия деп аталатын күй функциясы қолданылады, ол: H=U+A=U+pV

• Тұрақты қысым жағдайында химиялық реакцияның жылу эффектісі жүйенің энтальпия өзгерісіне кері таңбамен тең болады:

• Термохимияның екінші заңы – Гесс заңы (1840ж) бойынша: реакцияның жылу
• эффектісі (энтальпиясы) – реакцияның қандай жолмен жүруіне байланысты
• емес, тек реакцияға қатысатын бастапқы заттардың және реакция
• нәтижесінде түзілетін заттардың түріне және күйіне ғана байланысты, яғни:

• Мұндағы

• – сол заттың стандарттық түзілу жылуы, яғни 298К темпера-
• турада, 1 атм қысымда түзілген қосылыстың 1 моліне жұмсалған жылудың мөлшері.
• Сонымен, стандартты жағдайда (298К) келесі реакция үшін:

• Химиялық реакциялардың жылу эффектісін зерттейтін химияның саласы – термохимия.
• Жылу бөлінетін реакциялар – экзотермиялық,
• жылу сіңірілетін реакциялар – эндотермиялық