Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Соляков, В. К. Введение в химическую термодинамику прогр. пособие для самостоят. изучения

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
6.47 Mб
Скачать

В. К. Соляков

ВВЕДЕНИЕ

В ХИМИЧЕСКУЮ

о

ТЕРМОДИНАМИКУ

X1 .

ГЛ

. • .r

.JA

’Г:

'W 'T

«у.;

■П’

SKL.

£; -

„fcb-

ч*. . .

Vw,;

•Vj.SJip

V*

fr-

кіг •.

і/-.

* .г:

5:

/%

:-с

і*ѵ .

"Ш -

т*

В. К. Сол яков

ВВ Е Д Е Н И Е

ВХ И М И Ч Е С К У Ю

ТЕ Р М О Д И Н А М И К У

(ПРОГРАММИРОВАННОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ)

МОСКВА

ИЗДАТЕЛЬСТВО «ХИМИЯ»

Г о. гг'бличнап

к

ѵ,.-;чѳскря

с.

.. Г Г'С.Сг*

 

:

р

 

■JAj. .-\-OFO

з а л а

" Ц - 9 н 9 С

УДК 536.7:541 :371.315.7

С 60

 

Соляков В. К.

 

 

 

 

 

 

С60

Введение

в

химическую

термодинамику. М.,

 

«Химия», 1974 (III кв.)

 

 

 

 

 

224 с.; 1 табл.; 24 рис.

 

 

 

 

 

Книга

представляет собой

программированное

 

учебное пособие. В иен в доступной форме изло­

 

жены

основы

этой

науки

и

методология

термо­

 

динамического анализа различных процессов, в

 

первую очередь химических н фазовых равнове­

 

сий. Особое внимание уделено разъяснению фи­

 

зического

смысла

понятий,

которыми

оперирует

 

эта дисциплина,

и

их правильному практическо­

 

му использованию. Книга снабжена значитель­

 

ным

числом

контрольных

вопросов

(примеров,

 

задач) с запрограммированными вариантами от­

 

ветов

и

соответствующими

дополнительными

 

разъяснениями, что способствует усвоению мате­

 

риала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пособие предназначено

для студентов

вузов,

 

а также для инженеров и аспирантов, присту­

 

пающих к . самостоятельному изучению химиче­

 

ской термодинамики и ставящих своей целью

 

овладение

ее

расчетными методами.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

541

© Издательство «Химия», 1974 г.

с о д е р ж а н и е

 

 

П р е д и с л о в и е ................................................ ....

. , , .

5

Методические у к а за н и я ............................................................

 

9

Введение .....................................................................................

 

II

0.1. Предмет и метод химической термодина­

 

мики ...............................................................................

 

11

0.2.Предварительные сведения об основных понятиях химической термодинамики . . . 13

0.3.

Теплота

и

работа

п р о ц е с с а ...............................

процессы

20

0.4.

Равновесные

и

неравновесные

17

Глава 1. Первый закон термодинамики..........................

 

28

1.1. Содержание

первого

з а к о н а ...............................

 

28

1.2. Внутренняя

 

э н е р г и я

...............................................

 

34

1.3. Теплоты

изобарного

и

изохорного

процес­

 

 

сов. Э н т а л ь п и я .........................................................

 

 

 

 

41

1.4.

Способы расчета изменения энтальпии в

 

 

некоторых

конкретных

процессах

. . . .

31

1.5.

Стандартное

состояние

....................................

 

38

Глава 2.

Т ерм охим ия ...............................................................

 

 

 

45

2.1. Закон

Г е с с а ...............................................................

 

 

 

45

2.2. Способы расчета тепловых эффектов хими­

 

 

ческих

реакций

....................................................

 

 

60

2.3.

Зависимость

теплового

эффекта

реакции от

63

т ем п ер а т у р ы ...............................................................

 

 

 

2.4.

Связь

между Qp и

Q

, ..........................................52

Глава 3. Второй закон термодинамики

. . . . .

69

3.1. Термодинамическая

вероятность

состояния

69

3.2. Энтропия

 

 

 

79

3.3.

Расчет

изменения

энтропии в

некоторых

 

 

конкретных .........................................

процессах

 

 

83

1

3

Глава 4. Термодинамические потенциалы , , . ,

90

4.1. Критерии самопроизвольности процессов в

 

неизолированных системах ..............................

90

4.2. Термодинамические потенциалы как харак­

 

теристические ф у н к ц и и .........................................

93

4.3. Химический п о т е н ц и а л ........................................

103

4.4.Химический потенциал идеального газа . . 108

4.6.Способы расчета изменения изобарно- и

 

изохорно-изотермпческпх потенциалов в

нс-

.

которых конкретных

процессах . . . .

116

4.6.

Классификация

равновесий .............................

118

Глава

5. Химическое

р а в н о в еси е ................................

126

5.1. Максимальная

работа и константа равно­

 

весия химической

реакции ...........................

126

5.2.Смещение химического равновесия при из­ менении внешних условий проведения ре­

 

акции (давления и температуры)

. . . . .

138

5.3.

Тепловой

закон Нернста . . .

. . . . 149

Глава 6. Фазовое

равновесие

в однокомпонентных

160

 

системах

 

..............................................................

 

 

6.1.

Фазовые

переходы и

фазовые равновесия

160

6.2.

Взаимосвязь

температуры и давления при

 

 

фазовом

равновесии .................................................

 

 

173

6.3.

Диаграммы

состояний

индивидуальных ве­

164

 

ществ

........................................................................

 

 

 

 

Глава

7. Фазовое

равновесие

в системах

из двух

 

 

и более ком понентов........................................

 

178

7.1. Растворы и способы выражения их состава 178

7.2.

Парциальные

мольные

величины

. . .

198

7.3.

Идеальные

р а ст в о р ы .............................................

 

. . .

181

7.4.

Реальные

 

растворы . . . . .

202

7.5.

Правило

ф а з .....................................................

 

 

217

ПРЕДИСЛОВИЕ

В разных отраслях науки и техники все бо­ лее широкое применение получают методы ин­ женерных расчетов, основанные на химиче­ ской термодинамике. Все чаще с понятиями и приемами химической термодинамики прихо­ дится сталкиваться инженерно-техническим работникам и студентам, не имеющим фунда­ ментальной химической подготовки. Вместе с тем практически вся существующая учебная литература по этой дисциплине ориентирова­ на на студентов и инженеров химического профиля. Использование такой литературы для первоначального и тем более самостоя­ тельного ознакомления с предметом вызывает у нехимиков определенные трудности.

Настоящее учебное пособие предназначено для читателя, который приступает к самостоя­ тельному изучению химической термодинами­ ки и знаком с математикой, физикой и химией

впределах общих курсов для нехимических вузов. Книга может быть также использована

вкачестве учебного пособия студентами тех-

Л

нических вузов. Цель пособия — помочь чи­ тателю освоить понятия и приемы химической термодинамики в объеме, достаточном для выполнения термодинамических расчетов хи­ мических процессов и правильного использо­ вания результатов этих расчетов. После усвое­ ния материала книги можно переходить к углубленному изучению предмета по соответ­ ствующей дополнительной литературе.

Чтобы повысить эффективность восприятия читателем излагаемой дисциплины, в пособии использован один из вариантов программиро­ ванных методов обучения (обучение по раз­ ветвленной программе).

Методы программированного обучения спо­ собствуют более глубокому пониманию мате­ риала и интенсификации процесса обучения, т. е. сокращают время, необходимое для усвоения учащимся определенного объема знаний. Такой эффект достигается путем рас­ членения процесса обучения на большое чис­ ло отдельных этапов, осуществления проверки результатов обучения в конце каждого этапа и корректирования дальнейшего хода обуче­ ния по итогам каждой проверки.

Чаще всего методы программированного обучения применяют в тех случаях, когда от обучаемого требуется запоминание опреде­ ленного объема информации или выработка ряда навыков. Программированная подача материала по химической термодинамике мо-

6