Apakah keseimbangan termodinamik dalam kimia. Keseimbangan dan kestabilan termodinamik. Peralihan fasa. Lihat apakah "keseimbangan termodinamik" dalam kamus lain

Keadaan termodinamik untuk keseimbangan proses yang berlaku di bawah keadaan isobarik-isoterma ialah perubahan tenaga Gibbs (D rG(T)=0). Apabila tindak balas berlaku n A A+n b B=n Dengan C+n d Perubahan dalam tenaga Gibbs standard ialah:

D rG 0 T=(n c×D f G 0 C+ n d×D f G 0 D)–(n a×D f G 0 A+ n b×D f G 0 B).

Ungkapan ini sepadan dengan proses ideal di mana kepekatan bahan tindak balas adalah sama dengan kesatuan dan kekal tidak berubah semasa tindak balas. Semasa proses sebenar, kepekatan reagen berubah: kepekatan bahan permulaan berkurangan, dan kepekatan produk tindak balas meningkat. Dengan mengambil kira pergantungan kepekatan tenaga Gibbs (lihat potensi kimia), perubahannya semasa tindak balas adalah sama dengan:

D r G T=–

– =

= (n c×D f G 0 C+n d×D f G 0 D) – (n a×D f G 0 A+n b×D f G 0 B) +

+ R×T×(n c×ln C C+n d×ln C D–n a×ln C A–n b×ln C B)

D r G T=D rG 0 T + R×T× ,

di mana – kepekatan tanpa dimensi i-bahan ke-;

X i– pecahan mol i-bahan ke-;

p i- tekanan separa i-bahan ke-; R 0 = 1.013×10 5 Pa – tekanan standard;

dengan i– kepekatan molar i-bahan ke-; Dengan 0 =1 mol/l – kepekatan piawai.

Dalam keadaan seimbang

D rG 0 T+R×T× = 0,

Magnitud KEPADA 0 dipanggil pemalar keseimbangan piawai (termodinamik) tindak balas. Iaitu, pada suhu tertentu T akibat daripada berlakunya tindak balas langsung dan songsang dalam sistem, keseimbangan diwujudkan pada kepekatan tertentu bahan tindak balas - kepekatan keseimbangan (dengan i) R . Nilai kepekatan keseimbangan ditentukan oleh nilai pemalar keseimbangan, yang merupakan fungsi suhu dan bergantung kepada entalpi (D r N 0) dan entropi (D r S 0) tindak balas:

D rG 0 T+R× T×ln K 0 = 0,

, ,

sejak D rG 0 T=D r N 0 T – T×D r S 0 T,

Jika nilai entalpi (D r N 0 T) dan entropi (D r S 0 T) atau D rG 0 T tindak balas, maka nilai pemalar keseimbangan piawai boleh dikira.

Pemalar keseimbangan tindak balas mencirikan campuran dan larutan gas yang ideal. Interaksi antara molekul dalam gas dan larutan sebenar membawa kepada sisihan pemalar keseimbangan yang dikira daripada yang sebenar. Untuk mengambil kira ini, bukannya tekanan separa komponen campuran gas, fugacity mereka digunakan, dan bukannya kepekatan bahan dalam larutan, aktiviti mereka (lihat potensi kimia).

Anjakan keseimbangan.

Pada keseimbangan dalam sistem tertutup, kepekatan keseimbangan bahan tindak balas ditubuhkan. Jika salah satu parameter keseimbangan termodinamik berubah dalam sistem (suhu, tekanan, jumlah bahan yang berinteraksi), maka sistem itu masuk ke keadaan keseimbangan yang lain. Jika, sebagai hasil daripada peralihan, kepekatan keseimbangan hasil tindak balas meningkat, maka kita bercakap tentang anjakan keseimbangan ke arah hadapan (ke kanan), jika kepekatan keseimbangan bahan permulaan meningkat, maka ini adalah keseimbangan beralih ke arah yang bertentangan (ke kiri).

"Arah anjakan keseimbangan" boleh ditentukan menggunakan persamaan isobar dan isoterma tindak balas.

Tindak balas isobar

Terbitan ln K 0 dalam suhu pada tekanan malar adalah sama dengan:

Persamaan ini dipanggil tindak balas isobarik. Dalam amalan, untuk pengiraan anggaran kita boleh mengandaikan bahawa D r N 0 T» D r N 0 298 , kemudian

Sekiranya tanda kesan haba tindak balas diketahui, maka adalah mungkin untuk menentukan "arah anjakan keseimbangan" apabila suhu campuran tindak balas berubah.

Analisis persamaan isobar.

Biarkan tindak balas berlaku dalam sistem

n A A+n b B↔n Dengan C+n d D.

, .

Oleh kerana suhu dan pemalar gas universal adalah positif, tanda terbitan bagi fungsi ln K 0 (T) ditentukan oleh tanda kesan haba tindak balas.

1. Tindak balas eksotermik – D r N 0 <0. Поскольку производная , то функция K(T) menurun, iaitu, dengan peningkatan suhu, pemalar keseimbangan berkurangan. Akibatnya, apabila suhu meningkat, keseimbangan beralih ke arah yang bertentangan (penurunan dalam pemalar keseimbangan memerlukan penurunan dalam pengangka dan, oleh itu, peningkatan dalam penyebut).

2. Tindak balas endotermik – D r N 0 >0. Oleh itu derivatif adalah fungsi K(T) meningkat, iaitu, dengan peningkatan suhu, pemalar keseimbangan meningkat. Dalam kes ini, keseimbangan beralih ke arah hadapan (peningkatan dalam pemalar keseimbangan memerlukan peningkatan dalam pengangka dan penurunan dalam penyebut).

Isoterm tindak balas

Biarkan tindak balas n berlaku dalam sistem A A+n b B ↔ n Dengan C+n d D. Jika sistem tidak berada dalam keseimbangan (D r G T¹0), maka kepekatan bahan bertindak balas berbeza daripada keseimbangan. Dalam kes ini, perubahan dalam tenaga Gibbs tindak balas adalah sama dengan:

D r G T=D rG 0 T+R× T×¹0, D r G T=D rG 0 T+R× T ln K T ×¹0,

di mana – ungkapan yang dibina mengikut jenis pemalar keseimbangan, mengandungi kepekatan bahan bertindak balas dalam sistem yang tidak berada dalam keadaan keseimbangan. Kepekatan ini pada masa awal adalah sewenang-wenangnya dan berubah kepada nilai keseimbangan semasa tindak balas.

Sejak D rG 0 T+R× T×ln K 0 =0 ® D rG 0 T= –R× T×ln K 0 ,

di mana ialah pemalar keseimbangan, maka

D r G T = R× T(ln K T–ln K 0).

Persamaan ini dipanggil isoterma tindak balas. Dengan bantuannya, anda boleh menentukan arah tindak balas kimia pada suhu malar bergantung kepada nisbah kepekatan reagen.

Analisis persamaan isoterma.

1. Jika nisbah kepekatan bahan permulaan (A, B) dan hasil (C, D) adalah sedemikian K T=K 0 kemudian D r G T=R× T(ln K T – ln K 0)=0. Sistem berada dalam keadaan keseimbangan.

2. Jika nisbah kepekatan awal reagen A, B, C dan D adalah sedemikian K T<K 0, iaitu kepekatan bahan permulaan A Dan B adalah lebih besar daripada nilai keseimbangan, dan kepekatan produk C dan D adalah kurang, kemudian D r G T=R× T(ln K T–ln K 0) <0. Реакция самопроизвольно протекает в прямом направлении. При этом концентрации исходных веществ уменьшаются, а продуктов увеличиваются. Соответственно увеличивается величина K T. Apabila ia mencapai nilai K 0 sistem mencapai keadaan keseimbangan (D r G T=0).

3. Jika nisbah kepekatan awal reagen A, B, C dan D adalah sedemikian K T > K 0, maka perubahan tenaga Gibbs adalah lebih besar daripada sifar. Tindak balas secara spontan berjalan dalam arah yang bertentangan sehingga sistem mencapai keseimbangan. Dalam kes ini, kepekatan produk berkurangan, dan bahan permulaan meningkat kepada nilai keseimbangan.

Kesimpulan tentang pengaruh perubahan suhu, tekanan dan kepekatan reagen pada peralihan keseimbangan kimia, yang dibuat dengan menganalisis persamaan isoterma dan isobar suatu tindak balas, adalah selaras sepenuhnya dengan peraturan empirikal Le Chatelier ( Le Chatelier). Jika pengaruh luar dikenakan ke atas sistem dalam keadaan keseimbangan, maka keseimbangan beralih ke arah proses yang melemahkan kesan pengaruh luar. Peraturan ini membolehkan anda menentukan arah anjakan keseimbangan.

PROSES KESEIMBANGAN DAN BUKAN KESEIMBANGAN. PROSES BOLEH TERBALIK DAN TIDAK BOLEH TERBALIK.

Sistem ialah kawasan ruang terhingga dengan objek kajian fizikal terletak di dalamnya. Sempadan sistem boleh menjadi bahan atau khayalan, pegun atau bergerak, telap atau tidak boleh ditembusi kepada jirim.

Kami akan mengkaji sifatnya sistem makroskopik, mereka. sistem yang terdiri daripada sejumlah besar zarah - molekul, atom atau ion. Sistem makroskopik sedemikian boleh menjadi badan yang berasingan (contohnya, gas, cecair dan wap dalam keseimbangan dengannya). Semua badan yang tidak termasuk dalam sistem yang sedang dipertimbangkan, tetapi boleh mempengaruhi sifatnya dipanggil persekitaran. Jika, sebagai contoh, sistem adalah gas yang tertutup dalam silinder dengan omboh, maka silinder dan omboh tidak termasuk dalam sistem, tetapi sifat sistem, khususnya isipadunya, bergantung pada kedudukan omboh. Oleh itu, dalam kes ini, silinder dan omboh tergolong dalam medium.

Untuk menerangkan tingkah laku dan sifat sistem makroskopik, mereka biasanya menggunakan kuantiti boleh diukur secara langsung yang mencirikan sistem secara keseluruhan dan hubungannya dengan persekitaran, tetapi tidak masuk akal apabila digunakan pada zarah individu. Antara kuantiti ini, dipanggil parameter makroskopik keadaan sistem, termasuk, sebagai contoh, kuantiti seperti P, T, V, , dsb. Keadaan sistem, yang ditentukan menggunakan makroparameter yang mencirikan kelakuan sistem secara keseluruhan, dipanggil keadaan makro.

Pengalaman menunjukkan bahawa mana-mana sistem makroskopik, diasingkan daripada persekitaran luaran, sentiasa secara spontan masuk ke dalam keadaan yang dipanggil keseimbangan termodinamik, yang dicirikan oleh fakta bahawa semua perubahan makroskopik dalam sistem terhenti dan setiap parameter yang mencirikan satu atau satu lagi sifat makroskopik sistem mempunyai nilai malar dari semasa ke semasa. Sistem yang telah memasuki keadaan keseimbangan termodinamik tidak boleh keluar secara spontan. Pengaruh luar perlu untuk mengganggu keseimbangan. Proses peralihan sistem kepada keadaan keseimbangan termodinamik dipanggil kelonggaran, dan masa yang diperlukan untuk ini dipanggil masa bersantai. Untuk proses yang berbeza dalam sistem yang berbeza, masa kelonggaran adalah berbeza. Ia boleh menjadi sangat kecil dan sangat besar. Sebagai contoh, penyamaan tekanan dalam gas berlaku dalam pecahan sesaat, dan penyamaan kepekatan semasa resapan boleh bertahan beberapa minit dalam gas, dan dalam pepejal - jam, minggu dan juga tahun.

Keseimbangan termodinamik ialah keseimbangan statistik. Kita boleh bercakap mengenainya hanya dalam kes apabila bilangan zarah yang membentuk sistem adalah sangat besar. Parameter keadaan sistem pada keseimbangan, secara tegasnya, tidak kekal malar, tetapi mengalami sedikit turun naik di sekitar nilai keseimbangannya. Sebagai contoh, dengan bilangan molekul yang banyak, beberapa sisihan daripada pengedaran seragam mereka di seluruh isipadu mungkin berlaku di bahagian individu kapal. Walau bagaimanapun, purata ketumpatan gas sepanjang keseluruhan isipadu adalah sama dan malar.

Keadaan keseimbangan termodinamik ialah keadaan termudah bagi sistem makroskopik. Dalam keadaan ini, tingkah laku sistem diterangkan oleh sebilangan kecil parameter makroskopik. Sebagai contoh, keadaan sistem termudah - gas, cecair dan pepejal tanpa ketiadaan medan daya luar boleh, di bawah keadaan keseimbangan termodinamik, ditentukan dengan jelas oleh mana-mana dua daripada tiga kuantiti P, T, V, yang, dalam ketiadaan medan luaran, mempunyai nilai yang sama di semua bahagian sistem . Setiap keadaan keseimbangan tersebut boleh diwakili oleh satu titik pada graf P-V atau T-V. Keadaan tidak seimbang tidak boleh digambarkan dengan cara ini, kerana sekurang-kurangnya satu daripada parameter dalam keadaan tidak seimbang tidak akan mempunyai nilai tertentu.

Sebarang proses, i.e. peralihan sistem dari satu keadaan ke keadaan lain dikaitkan dengan ketidakseimbangan dalam sistem. Dalam kes ini, ketidakseimbangan lebih ketara lebih cepat proses berlaku. Contoh: perubahan dalam P semasa pemampatan cepat dan perlahan gas dalam silinder dengan omboh yang dipasang dengan ketat.

Dalam had, jika mampatan gas berlaku secara perlahan-lahan, gas pada setiap saat masa akan dicirikan oleh nilai tekanan tertentu. Akibatnya, dalam kes ini, keadaan gas pada setiap saat masa adalah keseimbangan, dan proses yang sangat perlahan akan terdiri daripada urutan keadaan keseimbangan. Proses yang terdiri daripada urutan keadaan keseimbangan yang berterusan dipanggil keseimbangan atau proses kuasi-statik. Daripada perkara di atas, hanya proses yang cukup perlahan boleh menjadi keseimbangan, oleh itu proses keseimbangan adalah abstraksi Hampir hampir kepada keseimbangan adalah proses di mana kadar perubahan dalam parameter sistem adalah jauh lebih rendah daripada kadar perubahan. daripada parameter yang sama semasa kelonggaran. Proses keseimbangan boleh digambarkan pada graf P-V atau lengkung sepadan T-V. Proses nonequilibrium tidak boleh digambarkan secara grafik. Jika, walau bagaimanapun, perwakilan grafik digunakan untuk proses bukan keseimbangan, maka ini hanya bermakna ia menunjukkan perjalanan relatif proses ini berbanding dengan proses keseimbangan.

Semua kesimpulan kuantitatif termodinamik hanya terpakai untuk proses keseimbangan.

Proses keseimbangan, tidak seperti proses nonequilibrium, mempunyai satu ciri penting: ia adalah proses boleh balik, manakala proses nonequilibrium sentiasa tidak boleh balik.

Proses boleh balik ialah proses yang boleh dijalankan dalam arah songsang supaya sistem melalui keadaan perantaraan yang sama seperti dalam arah hadapan, tetapi dalam susunan terbalik, dan supaya tiada perubahan berlaku dalam persekitaran yang mengelilingi sistem.

Jika proses berjalan sedemikian rupa sehingga selepas selesai sistem tidak dapat dikembalikan kepada keadaan asalnya supaya ia melalui keadaan perantaraan yang sama, tetapi hanya dalam urutan terbalik, dan supaya tiada perubahan kekal di mana-mana dalam persekitaran, maka proses itu dipanggil tidak dapat dipulihkan.

Proses boleh balik, berbeza dengan proses tidak boleh balik, mempunyai sifat berikut: jika semasa lejang ke hadapan dalam beberapa bahagian asas proses sistem menerima haba Q dan berfungsi dA, maka semasa lejang terbalik dalam bahagian yang sama sistem mengeluarkan haba Q = -Q dan kerja dilakukan ke atasnya bekerjadA= -dA. Berikan contoh proses boleh balik dan tidak boleh balik.

) dalam keadaan terpencil daripada persekitaran. Secara umum, nilai ini tidak tetap, ia hanya turun naik (berayun) di sekitar nilai puratanya. Jika sistem keseimbangan sepadan dengan beberapa keadaan, di mana setiap satu sistem boleh kekal selama-lamanya, maka sistem itu dikatakan berada dalam keseimbangan metastabil. Dalam keadaan keseimbangan, tiada aliran jirim atau tenaga dalam sistem, potensi tiada keseimbangan (atau daya penggerak), atau perubahan dalam bilangan fasa yang hadir. Bezakan antara keseimbangan haba, mekanikal, sinaran (sinar) dan kimia. Dalam amalan, keadaan pengasingan bermakna proses mewujudkan keseimbangan berjalan lebih cepat daripada perubahan yang berlaku pada sempadan sistem (iaitu, perubahan dalam keadaan luar sistem), dan sistem menukar jirim dan tenaga dengan persekitarannya. Dalam erti kata lain, keseimbangan termodinamik dicapai jika kadar proses kelonggaran adalah cukup tinggi (sebagai peraturan, ini adalah tipikal untuk proses suhu tinggi) atau masa untuk mencapai keseimbangan adalah panjang (kes ini berlaku dalam proses geologi).

Dalam proses sebenar, keseimbangan tidak lengkap selalunya direalisasikan, tetapi tahap ketidaklengkapan ini boleh menjadi ketara atau tidak penting. Dalam kes ini, tiga pilihan adalah mungkin:

keseimbangan dicapai di mana-mana bahagian (atau bahagian) sistem yang agak besar - keseimbangan tempatan,
keseimbangan tidak lengkap dicapai disebabkan oleh perbezaan dalam kadar proses kelonggaran yang berlaku dalam sistem - keseimbangan separa,
Keseimbangan tempatan dan separa berlaku.

Dalam sistem nonequilibrium, perubahan berlaku dalam aliran jirim atau tenaga, atau, sebagai contoh, fasa.

Kestabilan keseimbangan termodinamik

Keadaan keseimbangan termodinamik dipanggil stabil jika dalam keadaan ini tiada perubahan dalam parameter makroskopik sistem.

Kriteria untuk kestabilan termodinamik pelbagai sistem:

Sistem terpencil (sama sekali tidak berinteraksi dengan persekitaran).- entropi maksimum.
Sistem tertutup (hanya haba ditukar dengan termostat)- tenaga bebas minimum.
Sistem suhu dan tekanan tetap- potensi Gibbs minimum.
Sistem dengan entropi dan isipadu tetap- tenaga dalaman yang minimum.
Sistem dengan entropi dan tekanan tetap- entalpi minimum.

lihat juga

Yayasan Wikimedia. 2010.

Lihat apa "keseimbangan termodinamik" dalam kamus lain:

- (lihat KESEIMBANGAN TERMODINAMIK). Kamus ensiklopedia fizikal. M.: Ensiklopedia Soviet. Ketua Pengarang A. M. Prokhorov. 1983. KESEIMBANGAN TERMODINAMIK ... Ensiklopedia fizikal

Lihat Keseimbangan Termodinamik... Kamus Ensiklopedia Besar

KESEIMBANGAN TERMODINAMIK - (2) … Ensiklopedia Politeknik Besar

keseimbangan termodinamik- keadaan keseimbangan termodinamik: ketiadaan cecair panas lampau dan wap sejuk lampau. [A.S. Goldberg. Kamus tenaga Inggeris-Rusia. 2006] Topik tenaga secara umum Sinonim keadaan keseimbangan termodinamik EN haba... ... Panduan Penterjemah Teknikal

Lihat Keseimbangan Termodinamik. * * * KESEIMBANGAN TERMODINAMIK KESEIMBANGAN TERMODINAMIK, lihat Keseimbangan Termodinamik (lihat KESEIMBANGAN TERMODINAMIK) ... Kamus ensiklopedia

KESEIMBANGAN TERMODINAMIK- ialah keadaan sistem di mana parameter makroskopiknya tidak berubah dari semasa ke semasa. Dalam keadaan sistem ini, tiada proses yang disertai dengan pelesapan tenaga, contohnya, aliran haba atau tindak balas kimia. Dari sudut mikroskopik... ... Palaeomagnetology, petromagnetology dan geologi. Buku rujukan kamus.

keseimbangan termodinamik- Termodinaminė pusiausvyra statusas T sritis chemija apibrėžtis Nekintantti termodinaminės sistemos būsena, kurioje nevyksta medžiagos arba energijos pernaša. atitikmenys: engl. keseimbangan termodinamik rus. keseimbangan termodinamik... Chemijos terminų aiškinamasi žodynas

keseimbangan termodinamik- Termodinaminė pusiausvyra statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. keseimbangan termodinamik vok. thermodynamisches Gleichgewicht, n rus. keseimbangan termodinamik, n pranc. termodinamik seimbang, m … Fizikos terminų žodynas

Untuk memaparkan keadaan keseimbangan secara visual, seseorang harus meneruskan dari model mekanikal mudah, yang, bergantung kepada perubahan tenaga potensi bergantung pada kedudukan badan, mendedahkan tiga keadaan keseimbangan:
1. Imbangan stabil.
2. Keseimbangan labil (tidak stabil).
3. Keseimbangan metastabil.
Menggunakan model kotak mancis, menjadi jelas bahawa pusat graviti kotak yang berdiri di tepi (keseimbangan metastabil) mesti dinaikkan sahaja supaya kotak itu jatuh pada sisi lebar melalui keadaan labil, i.e. ke dalam keadaan keseimbangan mekanikal yang stabil, yang mencerminkan keadaan tenaga keupayaan terendah (Rajah 9.1.1).

Keseimbangan terma dicirikan oleh ketiadaan kecerunan suhu dalam sistem. Keseimbangan kimia berlaku apabila tiada tindak balas bersih antara dua bahan yang menyebabkan perubahan, i.e. semua tindak balas berlaku dalam arah hadapan dan belakang dengan sama cepat.
Keseimbangan termodinamik wujud jika keadaan mekanikal, terma dan kimia keseimbangan dipenuhi dalam sistem. Ini berlaku apabila tenaga bebas berada pada tahap minimum. Pada tekanan malar, seperti yang diterima umum dalam metalurgi, tenaga bebas harus diambil sebagai tenaga bebas Gibbs C, dipanggil entalpi bebas:

Dalam kes ini, H ialah entalpi, atau kandungan haba, atau jumlah tenaga dalaman E dan tenaga sesaran pV dengan tekanan p dan isipadu V mengikut

Dengan mengandaikan isipadu malar V, tenaga bebas Helmholtz F boleh digunakan:

Daripada hubungan ini ternyata keadaan keseimbangan dicirikan oleh nilai yang melampau. Ini bermakna tenaga bebas Gibbs adalah minimum. Daripada persamaan (9.1.1) ia mengikuti bahawa tenaga bebas Gibbs ditentukan oleh dua komponen, iaitu entalpi, atau kandungan haba H dan entropi S. Fakta ini penting untuk memahami pergantungan suhu kewujudan fasa yang berbeza.
Kelakuan tenaga bebas Gibbs dengan perubahan suhu adalah berbeza untuk bahan dalam fasa gas, cecair atau pepejal. Ini bermakna bergantung pada suhu untuk fasa tertentu (yang bersamaan dengan keadaan pengagregatan), tenaga bebas Gibbs adalah minimum. Oleh itu, bergantung kepada suhu, dalam keseimbangan yang stabil akan sentiasa ada fasa yang tenaga bebas Gibbs pada suhu berkenaan adalah yang paling rendah (Rajah 9.1.2).
Fakta bahawa tenaga bebas Gibbs terdiri daripada entalpi dan entropi menjadi jelas daripada contoh pergantungan suhu zon kewujudan pelbagai pengubahsuaian timah. Oleh itu, β-tin tetragonal (putih) adalah stabil pada suhu >13 °C, α-tin seperti berlian padu (kelabu) wujud dalam keseimbangan stabil di bawah 13 °C (alotropi).

Jika, dalam keadaan normal 25 °C dan 1 bar, kandungan haba fasa β yang stabil diambil sebagai 0, maka untuk tin kelabu kandungan haba 2 kJ/mol diperolehi. Mengikut kandungan haba pada suhu 25 °C, β-tin hendaklah ditukar kepada α-tin apabila dibebaskan 2 kJ/mol, dengan syarat sistem dengan kandungan haba yang lebih rendah harus stabil. Malah, transformasi sedemikian tidak berlaku, kerana di sini kestabilan fasa dipastikan oleh peningkatan amplitud entropi.
Disebabkan oleh peningkatan entropi semasa transformasi α-tin kepada β-tin dalam keadaan normal, peningkatan entalpi adalah lebih daripada pampasan, supaya tenaga bebas Gibbs C=H-TS untuk pengubahsuaian β-tin putih sebenarnya memenuhi syarat minimum.
Sama seperti tenaga, entropi sistem berkelakuan aditif, i.e. keseluruhan entropi sistem terbentuk daripada jumlah entropi individu. Entropi ialah parameter keadaan dan dengan itu boleh mencirikan keadaan sistem.
Sentiasa adil

di mana Q ialah haba yang dibekalkan kepada sistem.
Untuk proses boleh balik, tanda sama penting. Untuk sistem terpencil secara adiabatik dQ=0, maka dS>0. Secara statistik, entropi boleh divisualisasikan oleh fakta bahawa apabila mencampurkan zarah yang tidak memenuhi ruang secara seragam (seperti, sebagai contoh, apabila mencampurkan gas), keadaan pengedaran homogen kemungkinan besar, i.e. sebagai pengagihan rawak yang mungkin. Ini menyatakan entropi S sebagai ukuran taburan arbitrari dalam sistem dan ditakrifkan sebagai logaritma kebarangkalian:

di mana k ialah pemalar Boltzmann; w ialah kebarangkalian pengedaran, sebagai contoh, dua jenis molekul gas.

17.01.2020

Transformer kering dengan belitan penebat tuang dengan kuasa dari dua puluh lima hingga tiga ribu seratus lima puluh kilowatt-ampere dan kelas voltan sehingga sepuluh kilowatt...

17.01.2020

Menjalankan kerja kalis air adalah keperluan yang kadangkala timbul semasa pembinaan gas, minyak dan saluran paip lain. Daripada kesan negatif luaran...

17.01.2020

Kerja kimpalan dianggap berbahaya kepada kesihatan. Penglihatan semasa kecederaan yang berkaitan dengan kerja berisiko tinggi....

16.01.2020

Membeli forklift gudang bukanlah proses yang mudah. Pilihan mesti dibuat berdasarkan beberapa kriteria sekaligus. Untuk mengelakkan kesilapan...

15.01.2020

Kelebihan sistem tidak meruap ialah apabila menggunakannya anda tidak perlu risau tentang gangguan bekalan elektrik, sistem ini akan berfungsi secara autonomi dan...

15.01.2020

Pada masa kini, perabot buluh eksotik dan ringan digunakan dalam pelbagai gaya dalaman. Buluh kelihatan sangat berfaedah di Afrika, Jepun, ekologi dan negara...

13.01.2020

Lembaran beralun adalah bahan yang sangat serba boleh. Ia hampir tidak memerlukan penyelenggaraan, kelihatan menarik, sangat mudah dipasang, tahan lama dan boleh dipercayai. Kaya...

13.01.2020

Hari ini, pelbagai produk yang diperbuat daripada bahan mentah keluli tahan karat mendapat permintaan yang tinggi di pasaran. Tuntutan sedemikian pada masa ini adalah...

13.01.2020

Terdapat pelbagai jenis pengubahsuaian pangsapuri. Supaya anda tidak keliru dalam definisi apabila menerangkan keinginan anda kepada pekerja organisasi kontrak, pertama anda perlu...

KESEIMBANGAN TERMODINAMIK - keadaan termodinamik. sistem yang tidak berubah mengikut masa dan tidak disertai dengan pemindahan jirim atau tenaga melalui sistem. Sistem terpencil yang tidak menukar jirim dan tenaga dengan persekitaran sentiasa mencapai keseimbangan termodinamik dari semasa ke semasa dan tidak boleh meninggalkannya secara spontan. Peralihan beransur-ansur sistem daripada keadaan tidak seimbang yang disebabkan oleh pengaruh luar kepada keadaan keseimbangan termodinamik dipanggil kelonggaran.

Keseimbangan termodinamik termasuk: keseimbangan terma - suhu malar dalam isipadu sistem, ketiadaan kecerunan suhu; keseimbangan mekanikal, di mana tiada pergerakan makroskopik bahagian sistem yang mungkin, iaitu terdapat kesamaan tekanan dalam isipadu sistem; Walau bagaimanapun, pergerakan sistem secara keseluruhannya dibenarkan - pergerakan translasi dalam bidang tindakan kuasa luar dan putaran. Dalam kes sistem heterogen, kewujudan bersama fasa keseimbangan termodinamik dipanggil keseimbangan fasa. Jika tindak balas kimia berlaku antara komponen sistem, dalam keadaan keseimbangan termodinamik kadar proses langsung dan terbalik adalah sama antara satu sama lain. Pada keseimbangan termodinamik, semua proses pemindahan tak boleh balik (konduksi terma, resapan, aliran likat, dll.) terhenti dalam sistem. Tiada perubahan dalam kepekatan bahan tindak balas dalam sistem; sistem tertutup dicirikan oleh taburan keseimbangan komponen antara fasa yang membentuk sistem. Parameter keadaan yang menentukan keseimbangan termodinamik, secara tegasnya, tidak tetap, tetapi turun naik di sekitar nilai purata statistik tertentu; Biasanya turun naik ini boleh diabaikan.

Keadaan keseimbangan termodinamik:

Di bawah tenaga pembentukan Gibbs piawaiΔG°, fahami perubahan tenaga Gibbs semasa tindak balas pembentukan 1 mol bahan dalam keadaan piawai. Takrifan ini membayangkan bahawa tenaga Gibbs piawai pembentukan bahan ringkas yang stabil di bawah keadaan piawai ialah sifar.

Perubahan dalam tenaga Gibbs tidak bergantung pada laluan proses, oleh itu, adalah mungkin untuk mendapatkan nilai-nilai yang tidak diketahui bagi tenaga pembentukan Gibbs daripada persamaan di mana, dalam satu pihak, jumlah tenaga bagi hasil tindak balas ditulis, dan sebaliknya, jumlah tenaga bahan permulaan.

Apabila menggunakan nilai tenaga Gibbs standard, kriteria untuk kemungkinan asas proses dalam keadaan bukan standard ialah keadaan ΔG°<0, а критерием принципиальной невозможности - условие ΔG°>0. Pada masa yang sama, jika tenaga Gibbs piawai adalah sifar, ini tidak bermakna dalam keadaan sebenar (selain daripada piawai) sistem akan berada dalam keseimbangan.

Contoh proses eksergonik dan endergonik yang berlaku dalam badan.

Tindak balas terma, di mana tenaga Gibbs berkurangan (dG<0) и совершается работа называются ЭКЗЕРГОНИЧЕСКИМИ(окисление глюкозы дикислородом- C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O, dG=-2880 кДж/моль! Реакции в результате которых энергия Гиббса возрастает (dG>0) dan kerja dilakukan pada sistem dipanggil ENDERGONIC!

Soalan 5. Keseimbangan kimia.

Keseimbangan kimia- keadaan sistem di mana kadar tindak balas ke hadapan adalah sama dengan kadar tindak balas songsang .

Reaksi boleh balik dan tidak boleh balik.

Semua tindak balas kimia boleh dibahagikan kepada 2 kumpulan: boleh balik dan tidak boleh balik.

Tak boleh balik - Ini adalah tindak balas yang akan selesai dalam satu arah.

Boleh diterbalikkan – dipanggil tindak balas yang boleh berlaku di bawah keadaan yang dipertimbangkan dalam kedua-dua arah ke hadapan dan ke belakang.

Tindak balas yang berlaku dari kiri ke kanan dipanggil ke hadapan, dan dari kanan ke kiri dipanggil sebaliknya.

Pemalar keseimbangan kimia- nilai yang menentukan untuk bahan kimia tertentu. tindak balas, hubungan antara aktiviti termodinamik bahan awal dan produk dalam keadaan kimia. seimbang.

Untuk tindak balas:

Pemalar keseimbangan dinyatakan dengan kesamaan:

Keadaan keseimbangan termodinamik:

Kebergantungan pemalar keseimbangan tindak balas pada suhu boleh diterangkan oleh persamaan isobar bagi tindak balas kimia ( isobarVan't Hoff):

Persamaan isoterma tindak balas kimia.

Persamaan isoterma tindak balas kimia membolehkan untuk mengira nilai tenaga Gibbs ΔG (ΔF) semasa peralihan daripada mana-mana keadaan sistem kepada keseimbangan, i.e. jawab soalan sama ada tindak balas kimia akan berlaku secara spontan pada kepekatan tertentu C i (tekanan P i) reagen:

Apabila kepekatan keseimbangan bahan permulaan dan hasil tindak balas berubah dengan mempengaruhi sistem, perubahan dalam keseimbangan kimia berlaku.

Sifat anjakan keseimbangan boleh diramal menggunakan prinsip Le Chatelier:

Apabila kepekatan salah satu bahan permulaan meningkat, keseimbangan beralih ke arah pembentukan produk tindak balas;

Apabila kepekatan salah satu hasil tindak balas berkurangan, keseimbangan beralih ke arah pembentukan bahan permulaan.

Apabila suhu meningkat, keseimbangan kimia beralih ke arah tindak balas endotermik, dan apabila suhu menurun, ke arah tindak balas eksotermik.

Apabila tekanan meningkat, keseimbangan berubah ke arah di mana jumlah bilangan mol gas berkurangan dan sebaliknya.

Prinsip umum untuk meramalkan anjakan keseimbangan:

Kesan sebarang faktor ke atas sistem keseimbangan merangsang anjakan keseimbangan ke arah yang membantu memulihkan ciri asal anjakan.

Homeostasis - satu set tindak balas penyesuaian kompleks badan haiwan dan manusia, bertujuan untuk menghapuskan atau memaksimumkan kesan pelbagai faktor persekitaran luaran atau dalaman badan . Keupayaan badan untuk mengekalkan kestabilan keadaan dalamannya.

Keadaan pegun- ini adalah keadaan tipikal objek hidup. Ia dicirikan oleh tahap tenaga yang berterusan, dan perubahan dalam entropi cenderung kepada sifar. Semua proses fisiologi asas direalisasikan dalam keadaan pegun sistem.