2. Химиялық термодинамика

А) Энергиялық әнр түрлі формаларының өзара ауысуын зертейтін ғылым

Б) Әр түрлі жағдайларға физикалық және химиялық өзгерістердің жылу баланысын есептеп.

В) Өзгерістердіқ бағыты мен мүмкіндігін анықтайтын бөлім.

Термодинамика 11 ғасырдың ортасынан бастап жеке ғылым ретінде дамыды.

Алғашқыда жылу және механикалық жұмыс (бу машиналары) зертейсе, кейнірек электрлік, сәулелік химиялық т.б. ашылуы термодинамикалық зерттейтін сұрақтарын, көлемін кеңейтті ( электрлік, суытқыш (холодильник) машиналар, конпрессорлар іштен

жану двигателі, реактивті двигателдер, гальвани элементерінің энергиялары, электролиз, атмосфералық құбылыс энергиялары, жануар, өсімдік органикалық процестерінің энергиясы.

Термодинамика бұл процестердің тепетеңдік шарттарын, максималды пайдалы жұмыс және жинамалды жұмыс мөлшерін анықтайды.Бұл өзінізге керекті белгілі процестерді еске асыру үшін аз энергия жұмсап, көп жұмыс алу мақсатын іске асыру үшін керек болады. Химиялық термодинамика сонымен қатар әр түрлі қасиетерінің, оның химиялық құрамы, құрылысы, оның өмір сүру ортасында, әсіресе температураға, давленияға байланыстығын зерттейді. Ендеше, химиялық термодинамика химиялық өндіріс пен технологиялық процестер негізгі болатын физ-химиялық құбылыстарды нақты түсініп, сауатты есептеп ұтымды басқаруға көмектеседі.

Химиялық термодинамикалық әдіскегі есептеулерді пайдалану, қолдану өндірістің барлық сапасына ықпалын тигізіп, жаңа сатыға көтерді. Ал қазір әдіс металлургиялық процестерде, плассмаса тыңайтқыш хим. талшық өндірісті, отынды хим әдіспен өңдеу қолданылады әсіресе соңғы 10 жыл биологиялық термодинамикалық шатақ .Уалуына өсімдік, жануарлар оргганизмегі биохимиялық процестерге термодинамикалық есептеу әдісі қолданар.

Термодинамикалық тәсіл әр түрлі энергияның өз ара байланысы мен түрленулерін тұжырымдайтын термодинамикалық заңдарға негізделген. Бұл тәсіл заттардың түрленуі кезіндегі энергияларды есептеуде, химиялық тепе-теңдікті есептеуде қолданылады.

Статистикалық тәсіл заттардың макроскопиялық қасиеттерін микроскопиялық қасиеттерімен байланыстарын заттардың молекулалық табиғаты туралы ілімге негізделген. Бұл мақсатпен көбінде ықтималдық теориясы қолданылады. Квантты - механикалық тәсіл энергияның ауысуы теқ белгілі бір мөлшерде (квант күйінде) болады деген тұжырымға негізделеді. Бұл тәсіл жылусыйымдылығын зерттеуде, атом құрылысының сандық теориясын жасауда, спектр туралы ілімде, фотоэлектрлік құбылыстарды түсіндіруде және т.б. өте тиімді.

Термодинамикалық ұғымдар. Термодинамикалық система қоршаған ортадан бөлініп алынған денені н\се дентобын айтады. Оның фазааралыушекарасы болды.Термодинамикалық системада молекула саны көп болуы керек.

1. Оқшауланған

2. Жабық н\се тұйықталған ( зат салынған жабық ыдыс, газы бар бөлме)

3.Ашық системадан шығатын затта, энергия түрлері де оны қоршаған ортаға жетіп алмасса және бұл құбылыс кері бағытта да жүретін болса, онда ол ашық системада( өсімдік, жануар дүние) Системаның күйі көлем, қысым, температура масса химиялық құрам сияқтыпараметрлермен және химиялық қасиеттердің жиынтығ мен сипатталады.

Күй параметлері

энергия	Интенсивтік пар	Экстенсивті пар
Кинетикалық	Жылдамдық	Масса
Беттің тұтқырлығы	Беттік тұтқырлық	Беттің ауданы
Жылулық	Температура (Т)	Жылу сиымдылық
Электрлік	Потенциал(вольт)	Заряд (кулон)
химиялық	Химиялық потенциал	Компонентік молдік

1.Изотермиялық процесс өзгеріс системасы (Т=const)

2.Изобарлық (р =const)

3. Изохорлы ( V= const)

4.Адиабаталық (Q = 0)

5.Изоб-изотермиялық ((р =const, Т= const)

6.Изохор-изотер процесс (( V= const, Т= const)

Система күйін анықтау үшін тандап алыңған бірнеше тәуелсіз ауыспалы шамадағы қасиет көрсеткішін күй параметрлері ( өлшемі).

Егер системада энергия немесе зат алмасу болмаса және оның қасиеті уақыт өткен сайық өзгермесе онда мұндай системаның күйін күй теңдігі.

Фаза – фииз-хим қасиетері бір құрамы арқылы зат мөлшеріне байланысты емес және системалардың бөліктерінен бет арқылы бөлінген гомегенді жүйе бөліктерінің жиынтығы.

Гомогенді, гетерогенді процесс.

Химиялық реакциның энергетикалық өзгерулері көбіне жылу түрінде, әрі оны өлшеу болғандықтан химия ғылымында бірғана энергия түрі жылу энергия қабылданған

Қандайда блмасын басқа энергияның түрлері жылуға шағып беріледі.

Химиялық реакцияға сай энергияның өзгерулерінің практикалықта, теоретикалық үлкен маңызы бар.

Адамзат игілігіне ғасырлар бойына қарай келе жатқан отынның жануы, іштен двигателі.

Тас көмір, мұнай, шымтезек, ағаш, газ т.б. қай отын тиімді, қозғалыстағы машинаның шапшандығын арттыру үшін мұнайдан алынған қай өнімді қолдану қажет бәрі химиялық реакция нәтижесінде бөлінген жылу мөншеріне тәуілді, соған қарай анықтау биохимиялық процестегі – басты энергия углеводтардың тотығуы.

Химиялық реакцияның жылу энегиясынын білудің нәтижесінде қажетті реагентерді таңдап жылу балансын есептеу мүмкіндік туады. Мыс ракетаның отынының түрін өзгертсек, оның жану комерасында жаңа шартқа сай келуі керек кой. Демек, химиялық реакцияның энергиятикалық осыдан түсінікті.

Сонымен қатар химиялық энергияны білу арқашан процестік жүруін шешуге болады, жылу мөлшері мен нәтиже сәйкес.

Жылу мен жұмыс.

Q, А – тіке мәнінде энергия емес, ол оның берілу формасы түрі.

Ішке энергия термодинамикалық системаның ішкі күйін сипаттайды, қандай жолмен келгеніне байланысты емес Ал А және Q системада өтетін процесті сиппатайды, олар процесс басталғанда пайда болады ал процесс аяқталғанда болмайды, өмір сүрмейді А, Q =а сондықтан « содержится» , «изменяются», «мөлшері», «қоры бар» деп айтуға болмайды.

Жылу , Q тен А арасындағы айырмашылығық физикалық табиғатына байланысты.

Система өзін қоршаған ортамен әрекеттексенде пайда болатын құбылысты жұмыс, А – энергия берудің макроскопияның түрі . Олай болса, жұмыс – А жүргізізуші үшін сыртқы

күштің болуы шарты. А – қозғалған материяның энергиясы тасымалджаушы ретінде анықталады

А=P₂∆V=P₂ ( V_2-V₁); Р₂<Р₁; Р₂= 0; А= 0

, Q – жылу дегеніміз бір – біріне түйіскен денелердегі молекулалардың өзара соқтығысу арқылы, яғни система ішінде жылу алмасу – макроскопиялық не ретсіз қозғалыстағы бөлшектердің энергияны беру түрі . Жылудың бағытын және өз ара берінуін, қозғалысынын температура көрсетеді.

А, Q ішкі энергия сияқты системаның қасиетін көрсетпейді, олар тек энергияны бір системадан екіншіге жеткізеді Q немесе А атқару үшін система өзін қоршаған ортамен не басқа системамен әрекетесуі қажет.

Q- бөлшектерінің өзара тәртіпсіз соғылысу нәтижесінде сырттан белінетін энергия алмасуды айтады. Мысалы қызған дене басқаға береді, Бұдан жылуду шашыранғы бағыталған көреміс , яғни температура артқанда өседі ал температура кемиді.

А бір-біріне берілнеді → Q

Бағыталған қозғалыс тәртіпсіз қозғалыстар

Күш өрісінде температура өрісінде пайда болады

Q= ∆ U+А ; ∆ U= Q- А

Бұдан ішкі энергия өзгерісі процестерді қандай жолмен жүргізгене байланысты емес, системеның бастапқы және соңғы күйне тәуелді екенін көреміз. Бұдан ішкі энергия системаның күйінің функциясы екенін көреміз, ал жылу және жұмыс керсінше