Термодинамиканың негізгі бастамалары және заңдары


1 Термодинамиканың негізгі бастамалары және заңдары
2 Термодинамиканың бірінші заңы
3 ТЕРМОДИНАМИКАНЫҢ 2 ­ ЗАҢЫ.
4 Әдебиеттер:
5 Бақылау сұрақтары (кері байланыс)
Кез-келген химиялық өзгеріс барысында жылу белініп не сіңіріледі, немесе химиялық реакция нәтижесінде өзге бip жұмыстар атқарылады. Мысалы, өзіміз білетін бензиннің жануы барысында жылу белініп, двигатель жұмыс істейді, машина қозғалысқа ие болады.
Міне, осы жылу және жұмыс шамалары бойынша химиялық реакцияның жүруін санды түрде сипаттауға мүмкіндік туындайды екен және осы мәселемен айналысатын ілімді химиялық термодинамика деп атайды.
Жүйе (система) - өзімізді қоршаған ортаның кеңістіктегі бөлігі, дене тобы, зат немесе заттар жиыны.
Термодинамикалық жүйе - сыртқы қоршаған ортадан ойша белініп
қарастырылатын, өзара жылу және механикалық әсерлесуде болатын дене не заттар жиыны, тобы.
Термодинамикалық жүйені жабық, ашық және оқшауланған деп үшке бөледі.
Жүйе - өзін қоршаған ортамен зат алмаспай тек энергиясымен ғана алмасса - жабық, ал зат алмасуы да орын алса - ашық жүйе деп аталады.
Оқшауланған (изолированный) жүйеде - қоршаған ортамен зат және энергия алмасуы орын алмайды.
Жүйені құрайтын дене бөліктері белгілі бip кеңістік бөлігінде бетпен шектеліп, және де сол бөліктің өн бойында химиялық құрамы, құрылымы, термодинамикалық қасиеттері бірдей болса, онда осы бөлікті – фаза – деп атайды.
Жүйе құрайтын фазалар бірдей агрегаттық күйде болса - біртекті (гомогенді), ал әртүрлі күйде болса - әртекті (гетерогенді) деп бөлінеді.
Жалпы термодинамикалық жүйе тыңғылықты сипаттау үшін, оның физикалық - химиялық қасиеттерінен, яғни көлемі, қысымы, температурасы, химиялық құрамы және т.б. хабардар болуымыз керек. Осы орайда өзімізге таныс күй теңдеулерінің тәуелділігінен өзара байланыста болатын шамалар туралы дәйекті ұғым алуымызға мүмкіндік туындайды.
Аталған күй теңдеулерінде кездесетін айналмалылар күй шамалары (параметрі) деп аталынады.
Кез-келген күй шамаларыныц өзгepici термодинамикалық құбылыс (процесс) деп аталынады да күй шамасының тұрақтылығына қарай төмеңдегіше жіктелінеді:
р = const – изобарлы,
V = const – изохорлы,
Т = const – изотермиялы,
Сыртқы қоршаған ортамен жылу және зат алмаспай жүретін құбылыс – адиабатты деп аталып pVγ = const теңдеуімен өрнектеледі. Мұндағы γ – адиабата көрсеткіші және бұл құбылыс оқшауланған жүйелерде орын алады.

Термодинамиканың бірінші заңы

Термодинамиканың бірінші тануының негізгі түрі былай айтылады:
1. Түрлі энергиялар бір-біріне тең эквиваленттілік қатынаста айналады.
2. Оңашаланған күйде энергияның әр түрінің қысымы өзгермейді.
3. Бір түрден екінші түрге айналғанда энергия жоғалмайды да, жаңадан пайда болмайды.
4. Жұмысты жоқтан шығаратын машина жасау мүмкін емес.
Термодинамикалық жүйемен энергия алмасуы - жылу мен жұмыс түрінде орын алатындықтан аталған шамалар ішкі энергия өзгерісімен тәуелді байланыста болады.
Жүйеге, жылу түрінде берілген энергия, жүйе ішкі энергиясын өзгертіп, белгілі бip жұмыс атқаруға жұмсалады.
Күнделікті өмірде, тұрмыста орын алатын жылу, жұмыс және ішкі энергия шамаларының өзара байланыстығы термодинамика ілімінің бірінші бастамасы деген атпен төмендегінше тұжырымдалады.
Оқшауланған жүйенің энергиясы тұрақты шама: U ~ const.
Жүйеге қоршаған ортадан жылу түрінде берілген энергия - оның ішкі энергиясын өзгертіп, белгілі бip жұмыс атқарады және бұл математикалық тілде төмендегідей өрнектеледі:
Негізгі
1. Ё.І.Патсаев,С.А.Шитыбаев,І.Н.Дәуренбеков. Бейорганикалық және физколлоидтық химия Шымкент:Б.и., 2004.
2. Сейтембетов Т.С. Химия : Оқулық / Т. С. Сейтембетов. - Алматы : Эверо, 2010.
3. Глинка Н.Л. Общая химия. М. «Химия» 1987.
4. Ленский А.С. Введение в бионеорганическую химию М. ВШ .1989.
5. Равич-Щербо М.И. Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия, М. ВШ. 1975.
Қосымша
1. Ахметов Н.С. Общая и неоргиначеская химия. М.ВШ 1988.
2. Некрасов Б.В. Основы общей химии. М. Химия , 1974
3. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. М.ВШ 1997.

Пән: Физика
Жұмыс түрі:  Материал
Тегін:  Антиплагиат
Көлемі: 3 бет
Таңдаулыға:   
Бұл жұмыстың бағасы: 300 теңге
Кепілдік барма?

бот арқылы тегін алу, ауыстыру

Қандай қате таптыңыз?

Рақмет!






Термодинамиканың негізгі бастамалары және заңдары

Кез-келген химиялық өзгеріс барысында жылу белініп не сіңіріледі,
немесе химиялық реакция нәтижесінде өзге бip жұмыстар атқарылады. Мысалы,
өзіміз білетін бензиннің жануы барысында жылу белініп, двигатель жұмыс
істейді, машина қозғалысқа ие болады.
Міне, осы жылу және жұмыс шамалары бойынша химиялық реакцияның жүруін
санды түрде сипаттауға мүмкіндік туындайды екен және осы мәселемен
айналысатын ілімді химиялық термодинамика деп атайды.
Жүйе (система) - өзімізді қоршаған ортаның кеңістіктегі бөлігі, дене
тобы, зат немесе заттар жиыны.
Термодинамикалық жүйе - сыртқы қоршаған ортадан ойша белініп
қарастырылатын, өзара жылу және механикалық әсерлесуде болатын дене не
заттар жиыны, тобы.
Термодинамикалық жүйені жабық, ашық және оқшауланған деп үшке бөледі.
Жүйе - өзін қоршаған ортамен зат алмаспай тек энергиясымен ғана
алмасса - жабық, ал зат алмасуы да орын алса - ашық жүйе деп аталады.
Оқшауланған (изолированный) жүйеде - қоршаған ортамен зат және энергия
алмасуы орын алмайды.
Жүйені құрайтын дене бөліктері белгілі бip кеңістік бөлігінде бетпен
шектеліп, және де сол бөліктің өн бойында химиялық құрамы, құрылымы,
термодинамикалық қасиеттері бірдей болса, онда осы бөлікті – фаза – деп
атайды.
Жүйе құрайтын фазалар бірдей агрегаттық күйде болса - біртекті
(гомогенді), ал әртүрлі күйде болса - әртекті (гетерогенді) деп бөлінеді.
Жалпы термодинамикалық жүйе тыңғылықты сипаттау үшін, оның физикалық -
химиялық қасиеттерінен, яғни көлемі, қысымы, температурасы, химиялық құрамы
және т.б. хабардар болуымыз керек. Осы орайда өзімізге таныс күй
теңдеулерінің тәуелділігінен өзара байланыста болатын шамалар туралы
дәйекті ұғым алуымызға мүмкіндік туындайды.
Аталған күй теңдеулерінде кездесетін айналмалылар күй шамалары
(параметрі) деп аталынады.
Кез-келген күй шамаларыныц өзгepici термодинамикалық құбылыс (процесс)
деп аталынады да күй шамасының тұрақтылығына қарай төмеңдегіше жіктелінеді:

р = const – изобарлы,
V = const – изохорлы,
Т = const – изотермиялы,
Сыртқы қоршаған ортамен жылу және зат алмаспай жүретін құбылыс –
адиабатты деп аталып pVγ = const теңдеуімен өрнектеледі. Мұндағы γ –
адиабата көрсеткіші және бұл құбылыс оқшауланған жүйелерде орын алады.

Термодинамиканың бірінші заңы

Термодинамиканың бірінші тануының негізгі түрі былай айтылады:
1. Түрлі энергиялар бір-біріне тең эквиваленттілік қатынаста айналады.
2. Оңашаланған күйде энергияның әр түрінің қысымы өзгермейді.
3. Бір түрден екінші түрге айналғанда энергия жоғалмайды да, жаңадан
пайда болмайды.
4. Жұмысты жоқтан шығаратын машина жасау мүмкін емес.
Термодинамикалық жүйемен энергия алмасуы - жылу мен жұмыс түрінде орын
алатындықтан аталған шамалар ішкі энергия өзгерісімен тәуелді байланыста
болады.
Жүйеге, жылу түрінде берілген энергия, жүйе ішкі энергиясын өзгертіп,
белгілі бip жұмыс атқаруға жұмсалады.
Күнделікті өмірде, тұрмыста орын алатын жылу, жұмыс және ішкі энергия
шамаларының өзара байланыстығы термодинамика ілімінің бірінші бастамасы
деген атпен төмендегінше тұжырымдалады.
Оқшауланған жүйенің энергиясы тұрақты шама: U ~ const.
Жүйеге қоршаған ортадан жылу түрінде берілген энергия - оның ішкі
энергиясын өзгертіп, белгілі бip жұмыс атқарады және бұл математикалық
тілде төмендегідей өрнектеледі:

Q = ∆U + A,

мұндағы: - жылу мөлшері;
- ішкі энергия өзгерісі;
- жұмыс шамасы;

T,p=const

A=p∆V

осыдан шығатыны

Міне осыдан, – қосындысы Н – энтальпия деп атайды. Демек, энтальпия
термодинамикалық жүйені толықтау сипаттайтын энергетикалық шама. –
болғандықтан, энтальпия шамасы да күй функциясы болып табылады, оған ішкі
энергия қасиеттерінің бәрі де тән.

1. АТФ ­ химиялық энергияның жасушадағы негізгі тасымалдаушысы.

Қажетті химиялық қосылыстардың жасушада түзілуі үшін керекті энергия АТФ
молекулаларынан макроэргтік байланыстардың гидролизі нәтижесінде пайда
болады. Бұл реакция тікелей немесе жанама түрде энергетикалық тиімсіз
синтездеу реакциялары үшін қолданылады. АТФ ­ тың гидролизі 2 бағытта жүруі
мүмкін.
1. Энергияның бөлінуі фосфаттың жоғары тұрақтылығына және көршілес екі
фосфат топтарының арасындағы энергетикалық тиімсіз электрлістатикалық
тебілістің жойылуына байланысты болады.
АТФ → АДФ +
Р ( фосфат )
2. Пирофосфат бөлінгенде 2 есе артық энергия бөлінеді, бұл жағдайда АТФ
АМФ ­ ке дейін гидролизденеді :
АТФ → АМФ + Р~ Р ( пирофосфат )

Р ~ Р → Р + Р

АТФ ­ тың ыдырау жолы еркін энергияның өзгеру шамасы бойынша анықталады.
Энергияның жылу түрінде бөлінуі, бір жағынан, жүйедегі ретсіздікті
жоғарылатады, ал ол молекулалардың ыдырауына және олардың қозғалысының
жоюшы әсерінің күшеюіне байланысты болады. Екінші жағынан, экзотермиялық
реакцияларда жылудың бөлінуі теңсіз процестердің міндетті шарты болып
есептеледі, сол себепті оның әрі қарай тіршілік жасауының жағдайы болып
табылады.

2. Катаболиттік және анаболиттік реакциялардың өзара байланысы.

Жасушаларда мыңдаған әртүрлі реакциялар жүреді. Олар өзара байланысқан және
тіркескен өзгерістер тізбегін құрайды, олардың барысында бір реакциялардың
өнімі екінші реакциялардың субстраты болып табылады. Мұндай тіркестер
метаболиттік тізбектер деп аталады.
Метаболиттердің тасымалдануы жасушаның ішіне немесе сыртына қарай
бағытталуы мүмкін :
1. Жасушаның ішіне қарай бағытталған тасымалдау катаболиттік
реакциялармен сипатталады, олар бойынша сіңірілген қоректік заттар
ұсақталады (қанттарға және қантты фосфаттарға айналады).
2. Сыртқа бағытталған тасымалдау деген гликолиздің аралық өнімдерінен,
лимон қышқылының тұйық тізбегінен және т.б. басталатын, сөйтіп күрделі
жасуша құрылымдарының пайда болуына әкелетін биосинтез реакциялары
немесе анаболиттік реакциялар.
3. Катаболиттік және анаболиттік реакциялардың арасындағы өзара байланыс
биотермодинамикалық сипаттағы мәселелерді шешу деңгейінде іске асады.
Оның қағидасы бойынша, үзілген химиялық байланыстардың энергиясы АТФ
молекулаларында жинақталып, содан соң ағза үшін қажетті жаңа, арнайы
қосылыстарды түзу үшін пайдаланылады.

ТЕРМОДИНАМИКАНЫҢ 2 ­ ЗАҢЫ.

... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Химиялық реакциялардың энергетикасы
Термодинамика және динамика
Жылу қондырғылары және олардың еліміздің мұнай саласындағы ролі
MATHCAD-қа электрондық оқулық
Температураның жылуға тәуелділігі
Термодинамика жайлы
Реакция жылдамдығына концентарцияның әсері
Нернст теоремасы
Биологиялық жүйелердегі процестерді анализдеуде термодинамиканың 1-2 заңдарын қолдану
Дөңгелек процесс (цикл). Қайтымды және қайтымсыз процестер
Пәндер