§2 Химиялық термодинамика заңдары, функциялар

Физикалық және химиялық құбылыстардың арасындағы байланысты физика және химия ғылымдарының теориялық және эксперименттік әдістерін пайдалана отырып, физикалық химия реакцияларды жан-жақты зерттеумен айналысады. Химиялық реакциялардың жүру жағдайы туралы білу оны белгілі бір қолайлы бағытқа бағыттауға мүмкіндік береді.

Термодинамикатермохимия сияқтыжүйедегі жүретін үдерістердің бастапқы және соңғы күйін қарастырғанымен оның соңғы күйге жету жолын ескермейді. Термодинамика энергияның бір түрінің басқа түріне айналу заңдылықтарын зерттейді. Жүйенің күйі оның интенсивті және экстенсивті қасиеттерімен анықталады. Интенсивті қаситтеріне қысым, температура, концентрация жатады, бұлармен жүйенің әрбір нүктесі сипатталады. Ал, экстенсивтіге – зат мөлшері мен массасына байланысты қасиеттері жатады. Осы екі қасиетке де физикалық шама уақыт кірмейді, оның себебі термодинамика тепе-теңдікте тұрған жүйені зерттейді.

Термодинамикалық жүйе деп қоршаған ортадан ойша бөлінген денелер тобы.

Жүйенің күйідеп оны сипаттайтын барлық физика – химиялық шамалар жиынтығын айтады.

f(Р, V, T) = 0 (5.4)

Бұл үш шама арасындағы байланыс идеалды газдар үшін Клапейрон-Менделеев теңдеуімен өрнектелетінін білеміз.

Ал, көпшілік жүйелер үшін жүйенің күйін көрсететін теңдеулер белгісіз. Сондықтан, термодинамика жүйенің күйін сипаттау үшін бес түрлі функция пайдаланылады: E, U, H, S, G.

Толық энергия қозғалыстағы жүйенің үш түрлі энергиясымен анықталады:

Е = Е_кин + Е _пот + U. (5.5)

Мұндағы, Е_кин – кинетикалық энергия.

Е_пот – потенциалдық энергия.

U – жүйенің ішкі энергиясы

Жүйені термодинамикалық жағынан сипаттау үшін жүйе салыстырмалы тыныштықта тұр деп есептелінеді, сонда Е_кин = 0, сыртқы өріс әсерін есепке алмасақ Е_пот = 0, сонда жүйенің толық энергиясы оның ішкі энергия қорымен ғана анықталады, энергия дененің жұмыс істеу қабілетін сипаттайды.

E = U (5.6)