Физическая химия (1) Физическая химия: цель, задачи, методы исследования. Основные понятия физической химии

Первый закон термодинамики – одна из форм закона сохранения энергии. Его формулировки: Энергия не создается и не уничтожается. Вечный двигатель первого рода невозможен. В любой изолированной системе общее количество энергии постоянно.


(3) Термодинамическая система – это тот объект, который изучает техническая термодинамика. Термодинамической системой называется любая совокупность материальных тел, заключенная внутри заданных или произвольно выбранных границ. Все, что находится вне границ термодинамической системы, называется внешней средой. Термодинамические системы подразделяются на:
- гомогенные – однородные по составу и физическим свойствам во всем объеме. Например, воздух, вода, металл и т.п., находящиеся в заданном объеме
- гетерогенные – состоящие из разнородных тел, отделенных друг от друга поверхностями раздела. Например, кислород и азот в газообразном состоянии, находящиеся в емкости с непроницаемой перегородкой. Если эту перегородку убрать и газы перемешаются, то система будет уже гомогенной;
- открытые или закрытые – т.е. с проницаемыми для вещества границами или нет. Например, завязанный и развязанный воздушный шарик
- неизолированные или изолированные – т.е. находящиеся в энергетическом взаимодействии с внешней средой или нет. Полностью изолированных систем в природе не бывает. Бывают только частично изолированные системы: теплоизолированные – адиабатные (рис.2.3), механически изолированные - в жесткой оболочке и т.д.
Понятие термодинамического прцесса характеризует термодинамическую систему с точки зрения ее энергетического взаимодействия с окружающей средой.
Термодинамическим процессом называется процесс изменения состояния термодинамического тела (системы), не находящегося в термодинамическом равновесии с внешней средой и не изолированный от нее. При этом наблюдается энергетическое взаимодействие между телом и окружающей средой, сопровождающееся изменением параметров тела.
Обратимыми называются процессы, которые могут быть проведены в прямом и обратном направлениях таким образом, что все тела, участвующие в процессе, проходят через одни и те же промежуточные равновесные состояния (но в обратной последовательности), а после проведения прямого и обратного процессов все тела системы возвращаются в первоначальное состояние, и, следовательно, распределение энергии между ними оказывается прежним.
Процессы, не отвечающие поставленным условиям, называются необратимыми.
(4) Химическая термодинамика – наука о зависимости направления и пределов превращений веществ от условий, в которых эти вещества находятся. В отличие от других разделов физической химии (строение вещества и химическая кинетика), химическую термодинамику можно применять, ничего не зная о молекулярном строении вещества. Такое описание требует значительно меньше исходных данных.
Конкретный объект термодинамического исследования называют термодинамической системой или просто системой , выделенной из окружающего мира реально существующими или воображаемыми поверхностями. Системой может быть газ в сосуде, раствор реагентов в колбе, кристалл вещества или даже мысленно выделенная часть этих объектов.
По уровням взаимодействия с окружающей средой термодинамические системы принято делить на:

•