2. Изолированные и неизолированные системы. Функции состояния, уравнения состояния. Работа теплота и энергия. Температура. Внутренняя энергия.

Изучением тепловых эффектов реакций занимается термохимия. В термохимии тепловой эффект реакции обозначается Q и выражается в кДж. Термохимия составляет один из разделов химической термодинамики, изучающей переходы энергии из одной формы в другие и от одной совокупности тел к другим, а также возможность, направление и глубину осуществления химических и фазовых процессов в данных условиях. Каждое отдельное вещество или их совокупность представляет собой термодинамическую систему. Если термодинамическая система не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией, ее называют изолированной. Такая идеализированная система используется как физическая абстракция при рассмотрении процессов, исключающих влияние внешней среды. Система, обменивающаяся с окружающей средой только энергией, называется закрытой. Если же возможен энергетический и материальный обмен – система открытая. Состояние системы определяется термодинамическими параметрами состояния – температурой, давлением, концентрацией, объемом и т. д. Система характеризуется, кроме того, такими свойствами как внутренняя энергия U, энтальпия H, энтропия S, энергия Гиббса G. Их изменение в ходе химических реакций характеризуют ее энергетику системы. Перечисленные свойства системы зависят от температуры, давления, концентрации, поэтому они называются функциями состояния, не зависят от пути процесса и определяются только конечным и начальным состояниями системы.

Уравнение состояния, связывает давление р, объём V и температуру Т физически однородной системы в состоянии равновесия термодинамического: f (p, V, Т) = 0. определяющего внутреннюю энергию системы U как функцию какого-либо двух из трёх параметров р, V, Т.

Потенциальная энергия – энергия запасенная телом. Потенциальная энергия обусловлена электростатическими силами притяжения между частицами и внутри самих частиц. Работа – форма передачи энергии. Система выполняет работу, если действует с некоторой силой, направленной на преодоление сопротивления. Работа связана с перемещением частиц, против действия какой-либо силы. Например работа расширения А= -PDV .

Теплота – количество энергии, вызываемое разностью температур между системой и ее окружением, или одной системой и другой. q =с(удельная теплоемкость)mD×T.

Температура – свойство, определяющее направление перехода теплоты от одного объекта к другому.

Химическая термодинамика изучает превращения энергии в химических реакциях и способность систем выполнять полезную работу.

Первый закон термодинамики – энергия не создается и не уничтожается, но может превращаться из одной формы в другую. В любом процессе общее изменение внутренней энергии системы = сумме поглощенной теплоты и проделанной работы. ∆ U = q (теплота) + W (работа)