Вопрос 47 Энтропия – это одна из функций состояния

термодинамической системы. Функция состояния – это такая величина, значения которой однозначно определяются состоянием системы, а изменение функции состояния при переходе системы из одного состояния в другое определяется только начальным и конечным состояниями системы и не зависят от пути перехода.

.Все расчеты в термодинамике основываются на использовании функций состояния, называемых термодинамическими функциями. Каждому набору независимых параметров соответствует своя термодина мическая функция. Изменения функций, происходящие в ходе каких-либо процессов, определяют либо совершаемую системой работу, либо получаемую системой теплоту. Термодинамические функции являются функциями состояния. Поэтому приращение любой из функции равно полному дифференциалу функции, которой она вы ражается. Полный дифференциал функции f (x,у) переменных х и у определяется выражением (1) Поэтому, если в ходе преобразований мы получим для приращёния некоторой величины f выражение вида (2) можно утверждать, что эта величина является функцией параметров и , причем функции и представляют собой частные производные функции : (3) При рассмотрении термодинамических функций мы будем пользоваться неравенством Клаузиуса, представив его в виде (4) Знак равенства относится к обратимым, знак неравенства - к необратимым процессам.

Вопрос 48 Связь энтропии и термодинамической вероятности состояния логарифмическая:  S = k*ln(W) -> W = e^(S/k).  Это понятно из следующих рассуждений: энтропия пропорциональна массе -> суммарная энтропия системы состоит из суммы энтропий составных системы -> вероятность состояния всей системы равна произведению вероятности состояния отдельных частей -> суммированию энтропий соответствует умножение вероятностей -> логарифмическая связь энтропии системы и термодинамической вероятности состояния системы. Энтропия – мера дезорганизованности, беспорядочности и хаотичности системы. Различают три вида равновесия: 1. Абсолютное равновесие (статическое), которое представлено одной точкой в пространстве (маятник). 2. Подвижное равновесие – ситуация, когда ни одно из состояний системы в отдельности не является равновесным, но последовательная смена состояний по определенному циклу рассматривается как своеобразное равновесие (светофор). Статическое и подвижное равновесия характерны для технических систем. Однако, можно сказать, что фирма находится в состоянии статического равновесия, если ее структура во времени не меняется. 3. Динамическое равновесие – ситуация, когда система не возвращается к прошлым равновесиям, но стабильно развивается по известному закону. Такое равновесие характерно для живых и социальных систем – оно достигается за счет изменения структуры. Важным аспектом в равновесии является устойчивость, то есть способность систем функционировать в состоянии, близком к равновесному.

Вопрос 49 Самопроизвольные процессы (естественные или положительные) протекают в системе без вмешательства со стороны внешней среды и сопровождаются уменьшением внутренней энергии системы и передачей энергии в окружающую среду в форме теплоты и работы. Эндотермические самопроизвольные процессы не противоречат этому определению, так как они могут протекать в неизолированной системе и производить работу за счет теплоты окружающей среды.

Процессы, которые сами собой (без внешнего воздействия) совершаться не могут, называютсянесамопроизвольными, неестественными или отрицательными. Такие процессы осуществляются путем передачи системе энергии из внешней среды в форме теплоты или работы.

Согласно I закону термодинамики самопроизвольные процессы идут в сторону уменьшения запаса внутренней энергии или энтальпии системы.

ГИББСА - ГЕЛЬМГОЛЬЦА УРАВНЕНИЯ

ГИББСА - ГЕЛЬМГОЛЬЦА УРАВНЕНИЯ - термо-динамич. соотношения, устанавливающие связь междувнутренней энергией U и Гелъмголъца энергией (свободной энергией) F или между энтальпией H и Гиббса энергией(свободной энтальпией) G:

где T - темп-pa, V - объём, P - давление. Установлены в 1875 Дж. У. Гиббсом, ур-ние (1) использовал Г. Гельмгольц (H. Helmholtz).

Вопрос 50. Раство́р — гомогенная (однородная) смесь, состоящая из частиц растворённого вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия. "Гомогенный" - значит, каждый из компонентов распределён в массе другого в виде своих частиц, то есть атомов, молекул или ионов. Согласно второму началу термодинамики при р, Т = = const вещества самопроизвольно могут растворяться в каком-либо растворителе, если в результате этого процесса энергия Гиббса системы уменьшается, т. е. ΔG = (ΔН – TΔS) < 0. Величину ΔН называют энтальпийным фактором, а величину TΔS – энтропийным фактором растворения. При растворении жидких и твердых веществ энтропия системы обычно возрастает (ΔS > 0), так как растворяе–мые вещества из более упорядоченного состояния пе–реходят в менее упорядоченное. Вклад энтропийного фактора, способствующий увеличению растворимости, особенно заметен при повышенных температурах, по–тому что в этом случае множитель Т велик и абсолютное значение произведения TΔS также велико, соответст–венно возрастает убыль энергии Гиббса. При растворении газов в жидкости энтропия системы обычно уменьшается (ΔS < 0), так как растворяемое вещество из менее упорядоченного состояния (боль–шого объема) переходит в более упорядоченное (ма–лый объем). Снижение температуры благоприятствует растворению газов, потому что в этом случае множи–тель Т мал и абсолютное значение произведения TΔS будет тем меньше, а убыль энергии Гиббса тем больше, чем ниже значение Т. В процессе образования раствора энтальпия систе–мы также может как увеличиваться (NaCI), так и умень–шаться (КОН). Изменение энтальпии процесса раство–рения нужно рассматривать в соответствии с законом Гесса как алгебраическую сумму эндо– и экзотермиче–ских вкладов всех процессов, сопровождающих про–цесс растворения. Это эндотермические эффекты раз–рушения кристаллической решетки веществ, разрыва связи молекул, разрушения исходной структуры рас–творителя и экзотермические эффекты образова–ния различных продуктов взаимодействия, в том числе сольватов.

Раствори́мость — способность вещества образовывать с другими веществами однородные системы — растворы, в которых вещество находится в виде отдельных атомов, ионов, молекул или частиц. Растворимость выражается концентрацией растворённого вещества в его насыщенном растворе либо в процентах, либо в весовых или объёмных единицах, отнесённых к 100 г или 100 см³ (мл) растворителя (г/100 г или см³/100 см³). Растворимость газов в жидкости зависит от температуры и давления. Растворимость жидких и твёрдых веществ — практически только от температуры.