4. Закони термодинаміки

1.Перший закон термодинаміки більш відомий як Закон збереження енергії. Його суть в тому, що енергія в системі не зникає, а лише перетворюється з одного виду в інший і переходить з однієї форми в іншу.

Вперше подібне спостереження було описано в середині ХІХ ст. К. Мором. Він зазначив, що енергія може переходити в інші стани: теплота, електрика, рух, магнетизм і т. д. Однак сформульований Закон був Г. Гельмгольцем, у ХХ ст. йому було присвоєно відома формула E = mc2.

2. Другий закон. Сформований ученим Р. Клаузіусом, він полягає в наступному спостереженні: внутрішній розподіл енергії в закритій системі змінюється хаотично таким чином, що корисна енергія зменшується, внаслідок чого збільшується ентропія.

3. Третій закон або початок термодинаміки. Маючи на увазі уявлення про те, що теплота є безладне і хаотичний рух молекул, можна зробити висновок, що охолодження системи тягне за собою зниження їх рухової активності. Ентропія дорівнює нулю в тому випадку, коли всяке хаотичний рух молекул повністю зупинено.

4.Існує також так званий нульової закон термодинаміки , полягає він в наступному: теплота від нагрітої частини ізольованої системи поширюється на всі її елементи. Таким чином, з часом температура в рамках однієї системи вирівнюється.

5. Термохімія. Теплота утворення речовини. Закон Гесса.

1. Термохімія — розділ хімічної термодинаміки, у задачу якого входить визначення та вивчення теплових ефектів реакцій, а також встановлення їх взаємозалежностей з різними фізико-хімічними параметрами. Ще однією із задач термохімії є вимір теплоємностей речовин та встановлення їх теплот фазових переходів. Термохімія вивчає теплові явища, що супроводжують хімічні реакції (теплоту утворення, теплоту згорання), нагрівання чи охолодження внаслідок розчинення чогось у рідині. Основний експериментальний метод Термохімії — калориметрія. Складність, а іноді і неможливість прямого вимірювання теплових ефектів деяких реакцій приводить до необхідності їх визначення побічним шляхом за допомогою закону Гесса.

2. Теплота утворення– це тепловий ефект реакції утворення 1 моль даної сполуки з простих речовин, найстійкіших за даних умов. Теплота утворення, віднесена до 1 моль речовини за температури 298 К і тиску 101 кПа, називається стандартною теплотою утворення і позначається  . Значення стандартних теплот утворення багатьох хімічних сполук визначені й зведені в таблиці термодинамічних величин і наводяться в довідниках. Теплота утворення (ентальпія утворення) простих речовин у стійкому стані за стандартних умов має нульове значення.

3.Закон Гесса

Закон Гесса (основний закон термохімії)формулюється так: Тепловий ефект хімічної реакції не залежить від характеру й послідовності її стадій, а визначається лише початковими і кінцевими продуктами реакції та їх фізичним станом(при V=const або P=const). Примітка: Закон Гесса застосовують до процесів, що відбуваються при постійному об’ємі або при постійному тиску.

6. Що таке внутрішня енергія, ентальпія, ентропія, вільна енергія Гіббса?

• Вн́утрішня ене́ргія тіла (позначається як E або U) — повна енергія термодинамічної системи за винятком її кінетичної енергії як цілого і потенціальної енергії тіла в полі зовнішніх сил.

• Ентальпі́я (або теплова функція, від грец. enthálpo — «нагріваю») — термодинамічний потенціал, що характеризує стан термодинамічної системи при виборі як основних незалежних змінних ентропії (S) і тиску (P). Ентальпія — адитивна функція, тобто ентальпія всієї системи дорівнює сумі ентальпій її складових частин. Із внутрішньою енергією U системи ентальпія зв'язана співвідношенням: H = U+PV. Ентальпія залежить від тиску й ентропії системи, тобто при незмінних N і xi її повний диференціал дорівнює: dH=VdP+ TdS

• Ентроп́ія S — термодинамічна величина, міра розсіювання тепла. Внаслідок ентропії частина енергії термодинамічної системи не може бути використаною для виконання роботи, оскільки пов'язана з незворотними процесами розсіяння. Вона також є мірою безладу в термодинамічній системі.

• Вільна енергія Гіббса - це величина, яка показує рівень зміни енергії в процесі хімічної реакції, і в результаті дає відповідь на питання про можливість протікання хімічних реакцій. Такий потенціал можна приймати за повну хімічну енергію системи (рідини, кристала і т. д.).