МС. Жайлауов физикалық химия мазмұНЫ

3. Ғ=U-TS 4.G=H-TS

5. dH=TdS+Ydp

6. dU=TdS+pdV

7. dҒ=-SdT-pdY

8. dG=-SdT+Ydp

Егер система мен оны коршаған орта энтропияларының өзгеруі белгілі болса, онда процестің жүру-жүрмеуін алдын ала болжап айтуға болады. Ол үшін система мен оны қоршаған орта эн-тропияларын өлшейді, система энтропиясының өзгеруін Sc және оны қоршаған ортаныкі S_орта деп белгілейді. Сондай-ақ жылу (Q) мен жұмыстың (А) шамасын білу қажет, өйткені бұл екеуі де басқа термодинамикалык, функциялармен салыстырғанда системаның қандай жолме жүруіне тәуелді. Бұл айтылған шарттар орындалса:

а) егер S_С +S_0p =0 болса, система тепе-теңдікте болады;

б) егер S_с+S_орта>0 болса, процесс өздігінен басқа күйге

айналуы мүмкін;

в) егер S_с+S_орта<0 болса, процесс өздігінен жүрмейді.

Мына келтірілген шарттар изобара-изотермалық процестер үшін, яғни қысым мен температура өзгеріссіз қалатын изобаралық жағ-дайдагы өзгерістерге қажет:

егер G<0 болса, реакция өздігінен жүреді;

егер G>0 болса, реакция өздігінен жүрмейді; егер G=0 болса, система тепе-теңдікте болады және ол бос энергияны қосып та алмайды, бөліп те бермейді.

Енді системалардағы ішкі энергия мен энтальпияны қарасты-райық. Әрбір системаның көлемі өзгеріссіз қалса (У=сопst), онда ішкі энергия, ал процесс изобаралық (р = сопst) болса, онда энталь-пия мәні есепке алынады. Демек, ішкі энергия мен энтальпияның айырмашылығы қысыммен байланысты екен, яғни газ күйіндегі заттары бар система үшін ішкі энергия мен энтальпияның айырма-шылығы бар, ал сұйық, катты күйіндегі заттары бар система үшін ішкі энергия мен энтальпияның мағынасы (өлшем шамасы) бірдей екен.

Термодинамикалық функциялардың өзара қатыиасы (10-сурет-те көрсетілген. Ал, 11-суретте термоди“амикадағы сипаттамалык

52

функциялардың өзара байланыс

түзу бойына үш функция шамасы

өзара байланыса орналасқан. Ал,

олардың екеуінің теңдік не теңсіз-

дікте болуын және ондағы процес-

тің қалайша жүретінін бір түзу

сызық бойына орналасқан үшінші

термодинамикалық функция анық-

тайды. Мысалы, әрбір процестің

өздігінен жүру мүмкіндігі энтро-

пияның өсуімен немесе 11-суреттің ең төменгі қатарына орналас-

қан төрт функциянын, азаюымен байланысты, ал тұрақты тепе-

теңдіктің негізгі белгісі, шарты сол энтропияның ең үлкен мәні

және әлгі келтірілген төртеудің ең кіші мәні (3-таблица) екен.

Тірі организмдегі күрделі процестерді термодинамика заңды-лықтарымен байланыстырып, түсіндіруге болады екен. Тірі орга-низмдер де табиғаттың негізгі заңдарына бағынады. Оларға энер-гияның сақталу және басқа түрге айналу заңын қолдануға әбден болатыны сияқты, термодинамиканың екінші заңын да пайдалана-ды. Тірі организмдер өздерінің өсу, өну сияқты өмірлік процестері кезінде, өзін қоршаған айналамен зат алмасуы арқылы тоқтаусыз қатынаста болады. Ол айналадан өзіне қабылданған заттарды қо-рек етеді, өздеріне бейімдеп түрлендіреді. Бұл процестердін бәрі де материяның сақталу заңына қайшы келген емес. Оны ғалым-дар мен мамандар жүргізген тәжірибелер дәлелдеп келеді.

Тіршіліктегі құбылыстар мен өзгерістерге қажетті энергияны организмдер қоректік заттардағы химиялық энергиядан алады. Организмге енген зат күрделі химиялық реакцияларға түседі, ыды-райды, тотығады және осы қүбылыс кезінде пайда болатын жылу мен жұмыс жаңа қосылыстар синтездеуге жұмсалады. Организмде қоректік заттар ыдырағанда пайда болатын энергиялар басқалар-мен салыстырғанда біршама аз және бұл құбылыс термодинами-каның екінші заңына қайшы келмейді. Әйтсе де тірі организм өзін қоршаған ортамен зат арқылы да, энергия арқылы да емін-еркін алмаса беретін ашық система болгандықтан, осындай алмасу нә~ тижесінде оның қуаты артады да, термодинамика екінші заңына

3-таблица

Система күйін сипаттайтын	Процестердің өздігінен	Процестердің тепе-теңдікте
Тұрақты параметрлер	Жүру белгісі	болу белгісі
U және V	S өседі	S максимум
Н және р	S өседі	S максимум
Т мен р	G азаяды	G минимум
Т мен V	Ғ азаяды	Ғ минимум
S пен р	Н азаяды	Н мин'"
S және V	U азаяды	U мин

53

бағына қоймайды. Мысалы, жасыл жапырақ Күн сәулесіндегі энергияны өз бойына дарытып, қуаттанады, ал онымен қоректен-ген жануар болса, ол да өзіне қажетті жылу мен жұмысқа арнал-ран энергияны алады. Организмнің өз энтропиясы кез келген бағытта өзгеруі мүмкін, яғни ол өзін қоршаған ортадан бос (еркін) энергияны көбірек дарытқандықтан, энтропия азайса, организм — орта системасындағы энтропия артады. Демек, термодинамиканьщ екінші заңы табиғаттағы құбылыстар үшін де қолданылады екен.