Химиялық термодинамиканың негіздері

1. Химиялық термодинамика
2. Термодинамикадағы химиялық реакциялар

Химиялық термодинамика — физикалық химияның химиядағы термодинамикалық құбылыстарды (химиялық реакция, фазалық ауысулар (еру, булану, кристалдану, т.б.), сонымен қатар заттардың термодинамикалық қасиеттерінің олардың құрамы мен агрегаттық күйіне тәуелділігін қарастыратын саласы. Химиялық термодинамика термохимия, химиялық тепе-теңдік және ерітінділер (олардың ішінде электролиттер) туралы ілімдермен және электродты потенциалдар, беттік құбылыстар термодинамикаларымен тығыз байланысты. Химиялық термодинамика термодинамиканың жалпы заңдары (нөлінші, бірінші, екінші, үшінші) мен ережелерін пайдаланады.
- Термодинамиканың бірінші заңы, термохимияның негізін құрайтын, оның маңызды салдары — Гесс заңы. Термохимия әр түрлі заттардың жылу сыйымдылығын, жану жылуын, реакцияның жылу эффектісін, түзілу жылуын, еру жылуын, т.б. зерттейді. Олардың температураға тәуелділігін Кирхгоф теңдеуі анықтайды.
- Термодинамиканың екінші заңы тепе-теңдіктерді, оның ішінде химиялық тепе-теңдік жөніндегі ілімнің негізін қалады. Оны химиялық реакцияларды зерттеуге қолдану алғаш Я.Х. Вант-Гофф, А.Л. Ле Шателье, т.б. еңбектерінде айтылған. Екінші заң Химиялық термодинамикада белгілі жағдайда қарастырылып отырған жүйедегі әрекеттесудің өз бетінше жүре алатын бағытын, әрі осы тепе-теңдік күйге сыртқы жағдайдың (температура, қысым, т.б.) қалай әсер ететінін анықтайды. Практикалық тұрғыдан алғанда, аса маңызды тепе-теңдіктің өз бетінше ығысуын тиісті бағытта, тиімді жүргізу үшін сыртқы жағдайды қалай өзгерту жолын көрсетеді. Осы айтылғандардың бәріне термодинамикалық функциялар — энтальпия Н мен энтропия S пайдаланылады. Егер процесс тұрақты температура Т және тұрақты қысымда V жүрсе, тепе-теңдікті изобара-изотермиялық потенциалдың (Гиббс S, егер процесс тұрақты температурада жәнеH–TG=энергиясы) G өзгеруі тұрақты көлемде жүрсе, тепе-теңдікті изохора-изотермяиылқ потенциалдың S арқылы анықтайды. ЕкіU–TA=(Гельмгольц энергиясы) А өзгеруі: A мәндерінің азаюG және жағдайда да процестің өз бетінше жүруі бағытына сай болады. Химиялық термодинамикада кез келген фазалық өзгерулер (еру, булану, балқу, т.б.) заттың бір фазадан екінші фазаға өтуі белгілі заттың химиялық потенциалдары теңесетін бағытқа сай келеді, яғни потенциалы үлкен фазадан потенциалы кіші фазаға ауысып, олар өзара теңескенде тепе-теңдік туады. Фазалар ережесі жұйедегі барлық тәуелсіз құраушылардың саны фазалардың санымен варианттылық арасындағы қатынасты сипаттайды.
- Химиялық тепе-теңдіктерді есептеуде термодинамиканың үшінші заңының маңызы зор. Ол абсолют нөлге жуық температураларда жүргізілген тәжірибе нәтижесінде қажетті функциялар — энтропия мен энтальпияның шамасын A мәндерін тауып, олардыңG және табуды қалыптастырды. Осыдан тепе-теңдік константасы мен қатынасын өрнектейтін формулалармен K мәнін —стандартты Гиббс энергиясы, R — газ=–RT1nK, мұнда GGтабуға болады: тұрақтысы, K — тепе-теңдік константасы. 20 ғасырдың ортасында тепе-тең емес процестер мен жоғары температурадағы химиялық реакциялар термодинамикасын зерттеу ісі дами бастады. Бүгінде химиялық термодинамиканың екі бағыты — термохимия мен химиялық реакциялардың термодинамикасы кеңінен дамып қолданылады. Мысалы, аммиак синтезі, метанол өндірісі, т.б. маңызды өндірістік процестерде химиялық термодинамиканың есептеулері пайдаланылады

1. Теория и методика обучения физике в школе / Под ред. С.Е.Каменецкого. М.: Академия, 2000. Ч. 2. С. 120-139.
2. МПФ в 8-10 классах ср.школы. Ч. 2 / Под ред. В.П, Орехова, А.В. Усовой. М.: Просвещение БУФ, 1980. Гл.4. С.40-46.
3. Бергер Н.М. Изучение тепловых явлений в курсе физики средней школы. М.: Просвещение, 1981. Гл. 2. С. 15-25.
4. Яворский ВЖ Основные вопросы современного школьного курса физики. М.: Просвсщение, 1980. Гл. 4. С. 109-148.
5. Свитков Л.П. Термодинамика и молекулярная физика. Факультативный курс, М.: Просвещение, 1986. Гл. 1-3. С.8-80.