4.Термодинамиканың екінші бастамасы. Энтропия.

Термодинамиканың екінші бастамасының эквивалентті анықтамалары:

• Жылу өздігінен салқын денеден ыстық денеге өте алмайды. ( Клаузиус және Ломоносов, 1850 ж.)

• Тұйықталған жүйеде жоғары деңгейден одан төмен деңгейге энергияның өте алатын процесстер өздігінен жүруі мүмкін.

• Тұйықталған жүйеде мүмкіндігі аз күйінен мүмкіндігі жоғары күйге жүйенің өте алатын процесстер өздігінен жүруі мүмкін. ( Больцман статистикалық механика тұрғысынан)

• Тұйықталған жүйеде жүйенің энтропиясы өсетін процесстер өздігінен жүре алады. ∆S>0

Энтропия (S) – жүйенің ретсіздіктің сандық мөлшері ретінде термоднамикалық функция болып табылады, ретсіздік артұан сайын жоғарылайды.

Энтропия мен термодинамикалық мүмкіндіктің арасындағы байланыс (Больцман):

S=klnW_i , мұндағы

W – термодинамикалық мүмкіндік;

K – Больцман тұрақтысы.

Термодинамикалық мүмкіндік (W ) – берілген макрокүй жүзеге асыруға мүмкіндік беретін түрлі әдістер санын (микрокүй) көрсететін шама болып табылады.

Термодинамиканың екінші бастамасының математикалық өрнегі (қайтымды және қайтымсыз процесстер үшін жалпы жағдай):

dS≥

5.Изохоралық-изотермиялық және изобаралық-изотермиялық потенциал. Процесстердің өздігінен жүрудің шарттары.

Байланысқан энергия – жүйенің реттелуіне жұмсалатын энергияның бөлігі және жұмыстың аяқталуына қолданыла алмайды.

Изобаралық-изотермиялық потенциал (Гиббстың бос энергиясы) dG - термодинамикалық жүйенің күй функциясы, қайтымды изотермиялық процессте жүйе атқара алатын жұмысқа абсалютты мәні бойынша тең және таңбасына қарама-қарсы.

dG=dH – TdS

dG=-A_max

Изобаралық-изотермиялық жағдайда термодинамикалық процесстердің өздігінен жүру критерийлері:

• Процесс өздігінен жүреді, dG<0(dH<0, dS>0)

• Процесс өздігінен жүре алмайды, dG>0 (dH>0,dS<0)

• Термодинамикалық тепе-теңдік күйі, dG=0

Изохоралық-изотермиялық потенциал (Гельмгольц энергиясы) F – термодинамикалық жүйенің күй функциясы, изохоралық-изотермялық процессте жұмысқа айнала алатын энергияның бөлігін көрсетеді.

dF=dU – TdS

dF=-A_max

Изохоралық-изотермиялық жағдайда термодинамкалық процесстердің өздігінен жүру критерийлері:

• Процесс өздігінен жүреді, dF<0(dU<0, dS>0)

• Процесс өздігінен жүре алмайды, dF>0 (dU>0,dS<0)

• Термодинамикалық тепе-теңдік күйі, dF=0

ҰСЫНЫСТАР:

Дәріске дайындық кезінде берілген тақырыптың фармация мен фармацевтикалық препараттар технологиясымен байланысына аса көңіл бөліңіз.

Бірінші сұрақты талдау барысында түрлі дәрілік препараттарды ( инъецияға арналған ерітінділері бар ампулалар, көз тамшылары, жақпа майлар және т.б.) термодинамикалық жүйе ретінде сипаттаңыздар.

Химиялық термодинамика қағидалары лабораториялар мен дәрілік заттар өндірісінде жүргізілетін реакциялар ғана емес, сондай-ақ тірі организмде де жүретін реакцияларға қатысты.

«Термохимия» тарауын оқығанда ( Гесс заңы және одан шығатын салдары) тірі организмнің пайдалы заттардың химиялық энергиясын жаратып, организм атқаратын жұмысшы процесстердің энергиясына айналдырады. Жасы, жынысы, күй жағдайы, тұрмыс пен еңбек жағдайы, тағамдық өнімдердің жылулық қабілетін ескере отырып, тағамдық рациондарды есептеу принциптеріне мән беріңіз.

Төртінші сұрақта талдағанда технологиялық процесстерде энтропияның қалай өзгеріске қшырайтынына мән беріңіз. Изобаралық-изотермиялық процесстерге көңіл бөліңіз, себебі тірі организмде барлық биохимиялық процесстер, концентрация мен көлемнің кенеттен өзгерісі болмаған жағдайда, тұрақты температура мен қысымда жүреді.

Термодинамиканың негізгі заңдылықтарының анықтамалары мен олардың математикалық теңдеулерін есте сақтап қалуға, физикалық мағынасын жәнетермодинамикалық шамалардың өлшем бірлігін түсінүге тырысыңыз. Термодинамикалық негізгі функциялар арасындағы қатынасты көрсететін схеманы құрастырып көріңіз.

Материалды оқып-игеруде конспектіні жазыңыз және бақылау сұрақтарына жауап беріңіз.

КӨРНЕКТІ МАТЕРИАЛ: