Дәріс №2 Химиялық термодинамика және кинетика

Химиялық термодинамиканың зерттеу объектісі термодинамикалық жүйе болып табылады. Термодинамикалық жүйе деп айналадағы ортадан ойша бөлінген дене немесе өзара әсерлескен денелердің жиынтығын айтады. Жүйе айналадағы ортадан белгілі бір нақты беткі бөлігімен бөлінеді және жүйедегі молекулалар саны көп болады, себебі термодинамика молекулалар саны аз жүйелерді зерттемейді.

Жүйе айналадағы ортамен әрекеттесуіне байланысты үш түрге бөлінеді: қоршаған ортамен затпен де, энергиямен де алмасатын жүйе – ашық, зат алмасудан басқа байланыста болатын жүйе – тұйық (жабық), ортамен затпен де, энергиямен де алмаспайтын жүйе – оқшауланған (изоляцияланған) деп аталады.

Агрегаттық күйі бойынша жүйелер гомогенді және гетерогенді болып бөлінеді. Гомогенді жүйе тек бір фазадан тұрады, ал гетерогенді жүйе екі немесе одан да көп фазалардан тұрады. Фаза деп бөлу беті арқылы жүйенің басқа бөліктерден бөлінген жүйенің біртекті бөлімін айтады. Фазаның кез келген нүктесінде физикалық және химиялық қасиеттері бірдей болады. Қатты күйдегі жеке зат өзіндік фазаны түзеді. Ал сұйық және газ фазалар конденсацияланған деп аталады.

Жүйені сипаттайтын барлық физикалық және химиялық күйлердің жиынтығы (көлем, масса, қысым, температура, химиялық құрам және т.б.) жүйенің күйі деп аталады. Кейбір жүйенің күйлері тәуелсіз айнымалылар ретінде алынса, оларды жүйе күйінің параметрлері деп атайды (мысалы: қысым, көлем, температура). Жүйе күйінің параметрлерін экстенсивті және интенсивті деп екі топқа бөледі. Экстенсивті параметрлер (көлем, масса) жүйедегі заттың мөлшеріне пропорционал, ал интенсивті параметрлер (температура, қысым, тұтқырлық) жүйедегі заттардың мөлшеріне байланысты емес болады.

Жүйе күйінің қандай болса да параметрлерінің өзгеруін процесс деп атайды. Бұдан басқа термодинамикалық процестер қайтымды және қайтымсыз болады. Қайтымды процесте жүйе энергия жұмсамай-ақ өзінің алғашқы күйіне келе алады, мұндай процестер өте баяу жүреді.