3. Первое начало термодинамики: формулировки, применение к биосистемам.

Первое начало термодин=частный случай закона сохря в-вв

Вечный двигатель 1го рода невозможен, т.е. невозможно создать машину, которая производила бы без подведении энергии из вне,иначе говоря «создавать энергию»

Кол-во теплоты, полученное термодинамич-й системой расходуется на увеличение внутр и внеш энергии работы, совершаемую против действия внеш сил.

Q=∆U+A, преобразовав получим ∆U= Q-А

U-внутр энергия

Q-кол-во теплоты

А- работа,совершаемая против действия внеш сил.

Применение к биосистема. Живой организм не явл-ся источником новой энергии, поэтому полностью подчиняется требованиям 1го закона ТД, со следующей формулировкой: Все виды работ в организме совершаются за счет эквивалентного кол-ва энергии, выделяющийся при окислении хим в-в(3я формулировка)

4. Закон Гесса: формулировка, следствия, практическое значение

Закон Гесса- основной закон термохимии, который формулируется следующим образом:

Тепловой эффект реакции зависит только от природы и состояния исходных веществ и конечных продуктов и не зависит от пути, по которому реакция протекает.

Закон открыт русским химиком Г.И.Гессом в 1840г.

Практическое значение закона Гесса состоит в том, что он позволяет рассчитывать тепловые эффекты самых разнообразных химических процессов; для этого обычно используют ряд следствий из него.

Следствия из закона Гесса:

• Тепловой эффект реакции равен сумме теплот образования продуктов реакции минус сумма теплот образования исходных веществ

ΔН=∑ΔН_прод.-∑ ΔН _исх.

• Теплота (стандартная энтальпия) образования органического соединения равна разности между теплотой сгорания простых веществ, из которых оно может быть получено ( С-графит, Н₂-газ, S-ромб), и теплотой сгорания самого соединения.

ΔН=∑ΔН_{сгор.исх}.-∑ ΔН_{сгор.прод}.

5. Второе начало термодинамики: формулировки Клаузиуса и Томсона. Свободная и связанная энергия.

Второй закон устанавливает, что все реальные самопроизвольно идущие процессы являются необратимыми

Примеры необрат процессов-расширение газов, растворение, все процессы в организме

Формулировки:

Тепло не может самопроизвольно переходить от более холодного к более тёплому телу (Р. Клаузиус).

Невозможно при помощи неодушевлённого материального двигателя непрерывно получать работу, только охлаждая какую-либо массу вещества ниже температуры самой холодной части окружающей среды (В. Томсон)

Свободная и связанная энергия.

Из формулировки 2 зкона следует, что не весь запас внутр энергии системы при постоянной темературе может превращаться в работу-это физический смысл 2го закона

Условно, внутр энергию системы можно представить U=F+Q

F-свободня энергия(часть вн. Энергии,способная производить работу)

Q-связанная эрергия

Т.к U и F ф-ции состояния, то ∆U=∆F+Q

Толкование энтропии (S)-функция состояния, которая служит мерой беспорядка(неустойчивости) системы

Вычисление S в различных процессах

1.изотермический-т-пост

∆S=Q/T [S]=Дж/кк

2.неизотермич

∆S=C* lnT₂/Т_{1 =} 2,3С * lg T₂/Т₁

С-молярная теплоемкость в-в

∆S>0 процесс протекает самопроизв

6. Энтропия с точки зрения классической термодинамики (энтропия как мера связанной энергии). Определение энтропии, расчет энтропии веществ в различных процессах (изотермический, изобарный, изохорный), стандартная энтропия, расчет S химической реакции. Свойства энтропии.

Энтропия- мера связанной энергии, т.е. количество связанной энергии, приходящейся на 1К.

Понятие энтропии было впервые введено в 1865г. Рудольфом Клаузиусом. Он определил изменение энтропии термодинамической системы при обратимом процессе как отношение общего количества тепла ΔQ к величине абсолютной температуры Т (т.е. тепло, переданное системе, при постоянной температуре).

• Изотермический процесс (Т=const):

ΔS= ΔQ/Т

[S] = Дж/К

• Неизотермические процессы ( изобарный (Р=const), изохорный (V=const)):

ΔS= С*lnT₂/ Т ₁ = 2,3*lg lnT₂/ Т₁ , где С-молярная теплоемкость в-ва.

Стандартная энтропия (S₂₉₈) – абсолютное значение энтропии 1 моля в-ва, рассчитанное для стандартных условий.

[S₂₉₈] = Дж/моль*К

ΔS₂₉₈ =∑nS _{298(прод.)} - ∑nS _298(исх.)

Свойства энтропии:

1. Энтропия тела при абсолютном нуле равна нулю.

2. Энтропия веществ может быть только положительной величиной.

3. Энтропия является величиной аддитивной: энтропия сложной системы равна сумме энтропий ее частей.