Химическая термодинамика

Хими́ческая термодина́мика — раздел физической химии, изучающий процессы взаимодействия веществ методами термодинамики. Применение термодинамического подхода к химическим реакциям основано на том, что в фундаментальном уравнении Гиббса в качестве переменных можно использовать как массы или количества независимых компонентов, — если условия задачи не требуют детального рассмотрения химического равновесия, — так и массы (количества) составляющих веществ совместно с уравнениями связи, описывающими химические реакции, — когда требуется подробное описание химического равновесия[1][2].

С целью упрощения рассмотрения химических реакций, протекающих в закрытых системах, применяют предложенный Т. де Донде метод, основанный на использовании химической переменной. Этот способ рассмотрения, в отличие от подхода Гиббса, пригоден только для закрытых термодинамических систем[3][4].

Основными направлениями химической термодинамики являются:

  1. Классическая химическая термодинамика, изучающая термодинамическое равновесие вообще.
  2. Термохимия, изучающая тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции.
  3. Теория растворов, моделирующая термодинамические свойства вещества исходя из представлений о молекулярном строении и данных о межмолекулярном взаимодействии.

Химическая термодинамика тесно соприкасается с такими разделами химии, как

Первое начало термодинамики

Приращение внутренней энергии системы в некотором процессе равно теплоте, полученной системой, плюс работа, совершённая над системой в этом процессе.

История

Развитие химической термодинамики шло одновременно двумя путями: термохимическим и термодинамическим.

Возникновением термохимии как самостоятельной науки следует считать открытие Германом Ивановичем Гессом, профессором Петербургского университета, взаимосвязи между тепловыми эффектами химических реакций --- законы Гесса.

В 1867 г. на основе термохимии Марселен Бертло предложил одну из первых теорий химического сродства, объясняющую направление течения химических реакций.

Общие достижения термодинамики, как раздела теоретической химии, отразившиеся в учении об энтропии, привели к возникновению другого метода исследований, не связанному с отрицательно зарекомендовавшей себя теорией химического сродства.

Основы классической химической термодинамики были заложены в работе Джозайи Уилларда Гиббса «О равновесии гетерогенных веществ» (1878), в которой были разработаны графический метод изображения состояний вещества, метод термодинамических потенциалов и установлено правило фаз.

Методы Гиббса, разрабатывавшиеся также Пьером Дюэмом, дали большой толчок в развитии приложений термодинамики, поскольку были значительно проще метода круговых процессов, требовавших придумывать гипотетические процессы, замыкавшие некоторый исследуемый процесс в круговой.

Примечания
  1. Борщевский А. Я., Физическая химия, т. 1, 2017, с. 444.
  2. Путилов К. А., Термодинамика, 1971, с. 232.
  3. Борщевский А. Я., Физическая химия, т. 1, 2017, с. 446.
  4. Воронин Г. Ф., Основы термодинамики, 1987, с. 70.

Литература
  • Акопян А. А. Химическая термодинамика. — М.: Высшая школа, 1963. — 527 с.
  • Барри Т., Дейвис Р., Дженкинс Дж., Гиббонс Р. Прикладная химическая термодинамика: Модели и расчеты. Пер. с англ. 1988. - 282 с.
  • Борщевский А. Я. Физическая химия. Том 1 online. Общая и химическая термодинамика. — М.: Инфра-М, 2017. — 868 с. — (Высшее образование: Бакалавриат). — ISBN 978-5-16-104227-4.
  • Воронин Г. Ф. Основы термодинамики. — М.: Изд-во Моск. ун-та, 1987. — 192 с.
  • Глазов В.М., Павлова Л.М. Химическая термодинамика и фазовые равновесия: Двухкомпонентные металлические и полупроводниковые системы. 1981. - 336 с
  • Додж Б.Ф. Химическая термодинамика. Пер. с англ. 1950. - 788 с.
  • Еремин Е.Н. Основы химической термодинамики. Изд. 2-е. 1978. - 392 с.
  • Карапетьянц М. Х., «Примеры и задачи по химической термодинамике». Изд. 4-е. 1974. - 304 с.
  • Математика в химической термодинамике Сборник статей. 1980. 196 с.
  • Математические методы химической термодинамики. Сборник статей. 1982. - 220 с
  • Математические задачи химической термодинамики. Сборник статей. 1985. - 242 с
  • Мюнстер А. Химическая термодинамика. Перевод с немецкого. 1971. - 296 с. (Изд. 2-е. 2002. - 296 с.)
  • Полторак О.М. Лекции по химической термодинамике (общая и статистическая термодинамика) 1971. - 256 с
  • Пригожин И., Дефей Р. Химическая термодинамика. Новосибирск: Наука, 1966. 510 с.
  • Путилов К. А. Термодинамика / Отв. ред. М. Х. Карапетьянц. — М.: Наука, 1971. — 376 с.

См. также
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.