Вопросы к экзамену по дисциплине “Химия”

1. Основные понятия термодинамики: система, элемент системы. Классификация систем: по фазовому состоянию (гетерогенные и гомогенные); по способу обмена с окружающей средой массой и энергией (изолированные, закрытые, открытые).

Химическая термодинамика – это раздел физической химии, изучающий взаимопревращение теплоты и энергии при протекании химической реакции.

Термодинамика основана на ряде понятий: система, состояние системы, параметры состояния системы, функции состояния системы, внутренняя энергия системы и т. д.

Термодинамическая система – это тело или группа тел, взаимодействующих между собой, и отделённых от окружающей среды реальной или воображаемой поверхностью раздела.

По способу обмена с окружающей средой массой и энергией:

1) Изолированная система – это система, которая не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией.

2) Закрытая система – это система, которая не обменивается со средой веществом, но обменивается энергией.

3) Открытая система – это система, которая обменивается со средой и веществом, и энергией. Примером открытой системы является живая клетка.

По фазовому состоянию:

1) Гомогенные – однородные по составу и физическим свойствам во всем объеме. Например, воздух, вода, металл и т.п., находящиеся в заданном объеме.

2) Гетерогенные – состоящие из разнородных тел, отделенных друг от друга поверхностями раздела. Например, кислород и азот в газообразном состоянии, находящиеся в емкости с непроницаемой перегородкой. Если эту перегородку убрать и газы перемешаются, то система будет уже гомогенной.

Состояние системы – это набор свойств системы, позволяющих описать систему с точки зрения термодинамики. Например, для оценки состояния человеческого организма, как термодинамической системы, врач должен оценить некоторые его свойства (температура, давление, концентрация биологических жидкостей).

2.Параметры состояния термодинамической системы. Интенсивные и экстенсивные параметры. Примеры.

Физические свойства, характеризующие состояние системы, называют параметрами состояния системы.

Взаимодействие системы с окружающей средой заметно по изменению параметров системы.

Экстенсивные параметры – это параметры, которые зависят от количества вещества системы и суммируются при объединении систем (объём, масса, энергия, площадь и т.д.).

Интенсивные параметры – это параметры, которые не зависят от количества вещества и выравниваются при объединении систем (температура, давление, концентрация, плотность, поверхностное натяжение).

Параметры состояния связаны уравнением состояния.

Переход системы из одного состояния в другое с изменением хотя бы одного параметра называется термодинамическим процессом.

Если процесс идет при постоянном давлении, он называется изобарным процессом. При постоянном объёме - изохорным, при постоянной температуре - изотермическим.

Функция состояния — это характеристика системы, которая не поддается прямому измерению, а рассчитывается через параметры состояния. Значение функции состояния не зависит от способа его достижения, а только от начального и конечного состояния системы. Внутренняя энергия является одной из таких функций.