1. Первый закон тд. Тд координаты, обобщенные силы.
Энергия изолир. системы const. Она может изменяться за счет: 1) соверш-я работы А над окр. средой.
2) обмена теплотой Q с окр средой.
dU = δQ + δА(диф. форма); ΔU = Q + А (инт. форма). В отличие от внутр. энергии понятие теплоты и работы отн-ся не к системе, а к процессам. Работа – упорядоч-я форма передачи энергии, а теплота – неупоряд-я, связанная с хаотич. движением частиц. Бесконечно малую работу можно представить как произ-ние обобщ. силы на изменение обобщ. коорд-ты: δАмех = - pdV (мех. А (А расширения)); δАпов = σdΩ (A изм-я площади пов-ти). Значение обобщ. силы не зависит от размеров системы и кол-ва вещ-ва в ней в отличие от обобщ. коорд-ты. Поэтому обобщ. силы наз-ют ИНТЕНСИВНЫМИ, а обобщ. коорд. ЭКСТЕНСИВНЫМИ.
4.Химический потенциал.
Хим.
потенциал опред. по ф-ле:
где G – свободная энергия Гиббса
Для однокомпонентного раствора: µ = G.
Для многокомпонентного: µ·N = G.
Хим.
пот-л характер-ет приращение ТД
потен-ла при изменении кол-ва данного
вещ-ва и постоянстве естествен. переменных
и кол-в осталь. вещ-в. Химический
потенциал зависит как от концентрации
данного компонента, так и от вида и
концентрации др. компонентов системы
(фазы). Только в простейшем случае —
смеси идеаль-х газов — µi
зависит лишь от конц-ции рассмат-го
компонента и от тем-ры:
,
где pi
— парц-е давление компонента
в смеси, R — газовая постоянная,
— значение
при pi
= 1 атм.
2. Второй закон термодинамики. Общее понятие энтропии.
2
закон ТД: 1)термод. коорд-ты соотв-е
тем-ре яв-ся некоторой ф-ей S,
называемая энтропией. Энтропия яв-ся
ф-ей состояния. 2)при всех процессах в
природе изменение энтропии изол. системы
>0 или = 0.
.
Если система может обмениваться энер-ей
с окр. средой, то S
может и ↓.
[S]
= Дж/К. Для равновесных и обратимых
процессов
.
1/Т – яв-ся просто интегрирующим
множителем.
.
Выражая из 1 закона ТД δQ
(dU=δQ
+ δA),
мы получим:
.
5.Основные термодинамические потенциалы (тдп).
ТДП обладают след. св-вами:
1)их изменение при заданных усл-х равно работе, произ-й системой
2)состояние термод. равновесия, кот-я принимает min значение
3)при обратимых процессах диф-лы любого ТДП яв-ся полным диф-лом.
Выбор пот-лов зависит от условий, в кот-х нах-ся система:
1)если система изолирована от внешн. воздействия, то U = const, S = const. В кач-ве ТДП в этом случае применяется внутр. энергия: dU = TdS – pdV (1) U = TS - pV
2) для систем, изолир. термически (S= const), но не механически (p=const) потенциалом может быть энтальпия: H = U+pV dH = TdS + VdP (2)
3) Если система нах-ся в условиях пост. объема и тем-ры пот-лом яв-ся свободная энергия Гельмгольца: F = U – TS; dF = -SdT – pdV (3)
4) Если T = const, p = const, то ТДП яв-ся свободная энергия Гиббса: G = U + pV – TS; dG = Vdp – SdT
Потенциалы могут быть получены один из другого при помощи преобр-ния Лежандра: к диф-лу прибавляют или вычитают диф-л произведения обобщ. силы на сопряженную координату:
dU+d(pV) = TdS – pdV + pdV + Vdp = =TdS + Vdp = dH