Физическая химия. Книга 1. Основы химической термодинамики. Фазовые равновесия — Учебник разработан сотрудниками кафедры Физической и коллоидной химии ФГБОУ ВПО «Казанский национальный исследовательский технологический университет» с учетом многолетнего опыта преподавания дисциплины. Авторы уделили особое внимание всем сложным с математической точки зрения уравнениям и выводам и постарались детально разъяснить неоднозначные и вызывающие затруднения у обучающихся аспекты физической химии.
Учебник полностью охватывает материал, предусмотренный примерной программой дисциплины «Физическая химия», и включает четыре раздела: «Основы химической термодинамики», «Фазовые равновесия»; «Электрохимия», «Химическая кинетика».
Предназначен для студентов высших учебных заведений, обучающихся по химико-технологическим направлениям и специальностям, а также для аспирантов, научных сотрудников, преподавателей, изучающих физическую химию.
Название: Физическая химия. Книга 1. Основы химической термодинамики. Фазовые равновесия
Автор: Булидорова Г.В ., Галяметдинов Ю. Г., Ярошевская Х. М., Барабанов В. П.
Издательство: КДУ; Университетская книга
Год: 2016
Страниц: 516
Формат: PDF
Размер: 38,49 МБ
Качество: отличное
Язык: русский
Содержание: Список обозначений
Основы химической термодинамики
Основные понятия термодинамики
Термодинамическая система. Компонент системы. Фаза
Термодинамические переменные (термодинамический параметр, термодинамическая функция)
Термодинамические процессы
Газы. Идеальные и реальные газы. Параметры газов. Уравнение состояния
Параметры газа
Уравнение состояния идеального газа
Реальные газы
Уравнение Ван-дер-Ваальса
Первый закон термодинамики
Энергия. Внутренняя энергия
Передача энергии: теплота и работа
Вычисление работы расширения идеального газа
Изучение тепловых явлений. Вычисление количества теплоты. Теплоемкость
Первый закон термодинамики
Применение Первого закона термодинамики к некоторым системам. Энтальпия
Термохимия. Закон Гесса
Применение закона Гесса — методы расчета тепловых эффектов
Вычисление тепловых эффектов по теплотой образования. — Вычисление тепловых эффектов по теплотой сгорания. — Расчет теплового эффекта по энергиям связей
Зависимость теплового эффекта о т температуры. Закон Кирхгофа
Второй закон термодинамики
Второй закон термодинамики. Формулировки
Тепловые машины. КПД. Цикл Карно
КПД цикла Карно
Разбиение произвольного обратимого цикла на циклы Карно. Энтропия
Объединенное уравнение 1 и 2 законов термодинамики
Свойства энтропии
Вычисление энтропии
Характеристические термодинамические функции
Функция Гельмгольца
Функция Гиббса
Связь между функциями Гиббса и Гельмгольца
Характеристические термодинамические функции
Как определить возможность и направление протекания самопроизвольного процесса в данной системе? — Как определить предел протекания процесса и охарактеризовать состояние равновесия? — Как через производные характеристических функций получить другие термодинамические параметры, характеризующие данную систему и процесс?
Свойства функций Гиббса и Гельмгольца
Влияние температуры. Уравнения Гиббса-Гельмгольца (уравнения минимальной и максимальной полезной работы). — Влияние давления
Приведенная функция Гиббса
Химический потенциал
Растворы, идеальные и реальные. Сольватация
Парциальные молярные величины
Термодинамические признаки идеального раствора. Регулярные и атомические растворы
Химический потенциал
Уравнения Гиббса-Дюгема
Методы определения парциальных молярных величин
Аналитический метод. — Графические методы. — Метод мафического дифференцирования. — Метод отрезков. — Графическое определение парциальной молярной величины одного компонента по известным значениям парциальных молярных величин второго
компонента
Фугитивность
Определение фугитивности
При помощи объемной поправки реального газа. — Приближенный метод
Активность
Химическое равновесие
Характеристики химического равновесия
Закон действия масс и константа равновесия
Способы выражения констант равновесия
Константа равновесия гетерогенной реакции
Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье. Факторы, влияющие на константы равновесия
Использование закона действия масс для расчета состава равновесной смеси и констант равновесия
Уравнение изотермы химической реакции
Зависимость равновесия от температуры. Уравнения изобары н изохоры химической реакции
Зависимость равновесия от давления. Уравнение Планка
Расчет химического равновесия
Прямой расчет. — Косвенный расчет. — Пути расчета константы равновесия. — Метод Шварцмана-Темкина. — Использование приведенной функции Гиббса
Третий закон термодинамики
Формулировки и история
Следствия из третьего закона
Следствие первое. — Следствие второе. — Следствие третье. — Следствие четвертое
Введение в термодинамику полимеризационных процессов
Введение в статистическую термодинамику
Статистический метод в термодинамике
Основные понятия теории вероятностей
Основные понятия статистической термодинамики
Статистика Максвелла-Больцмана
Связь энтропии и термодинамической вероятности
Распределение Максвелла-Больцмана. Сумма по состояниям
Свойства сумм по состояниям
Выражение термодинамических величин через сумму по состояниям
Пример вычисления суммы по состояниям для поступательного движения
Введение в термодинамику неравновесных процессов
Основные понятия неравновесной термодинамики
Открытые системы. — Потоки и силы. Перекрестные явления. — Производство энтропии. Теорема Пригожина. — Стационарное неравновесие
Линейная и нелинейная неравновесные термодинамики. Принцип локального равновесия
Устойчивость стационарных состояний. Самоорганизация
Фазовые равновесия
Основные понятия
Гетерогенное равновесие. Критерии равновесия в гетерогенной системе
Правило фаз Гиббса
Физико-химический анализ. Фазовые диаграммы. Некоторые методы фазового анализа
Фазовое равновесие в однокомпонентных системах
Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Полиморфизм
Вывод уравнения Клапейрона-Клаузиуса. — Полиморфизм. — Фазовые переходы первого рода на атомном уровне
Фазовые переходы второго рода. Уравнения Эренфеста
Примеры фазовых переходов второго рода. — Термодинамика фазовых переходов второго рода. — Относительность классификации Эренфеста
Фазовая диаграмма воды
Фазовая диаграмма серы
Термотропные жидкие кристаллы
Классификация жидких кристаллов. — Смектические жидкие кристаллы. — Нематические жидкие кристаллы. — Холестерические жидкие кристаллы. — Дискотические жидкие кристаллы. — Полиморфизм жидких кристаллов. — Параметр порядка. — Особенности методов исследования фазовых переходов в термотропных жидких кристаллах
Особенности фазовых переходов в наносистемах
Особенности фазовых переходов в полимерах
Структура полимеров. — Кристаллическое состояние полимеров. — Жидкокристаллическое состояние полимеров. — Жидкое фазовое состояние полимеров
Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах
Условия равновесия и графическое представление двухкомпонентных систем
Растворимость
О русской школе теории растворенного состояния (фрагмент статьи К.П. Мищенко «Значение работ М.С. Вревского в развитии теории
растворов»). — Растворимость газов в газах. — Растворимость газов в жидкостях. — Растворимость газов в твердых телах. — Взаимная растворимость жидкостей. — Растворимость твердых веществ в жидкостях. — Взаимная растворимость твердых веществ
Равновесие жидкость-пар в двухкомпонентных системах
Давление насыщенного пара над жидкостью в идеальных двухкомпонентных системах. — Первая система, компоненты которой
растворимы друг в друге при любых соотношениях. Закон Рауля. — Вторая система, компоненты которой абсолютно нерастворимы друг в друге. — Несовпадение составов жидкости и пара в идеальных двухкомпонентных системах. — Первая система, компоненты которой
растворимы друг в друге при любых соотношениях. Первый закон Коновалова Линия жидкости и линия пара. — Вторая система, компоненты которой взаимно нерастворимы друг в друге. Гетероазеотроп. — Давление насыщенного пара над жидкостью в реальных двухкомпонентных системах. — Первая система, компоненты которой растворимы друг в друге при любых соотношениях (реальная двойная двухфазная система). Отклонения от закона Рауля. Активность. Второй закон Коновалова. Азеотропные точки. — Тангенциальный азеотроп. — Особенности экспериментального исследования равновесия между жидкостью и паром. — Углубленно: термодинамический вывод законов Коновалова. — Вторая система, компоненты которой нерастворимы друг в друге (реальная двойная трехфазная система). Ограниченная растворимость. — Взаимосвязь диаграмм давление-состав и температура-состав. — Вид фазовых диаграмм при изменении температуры (давления). Законы Вревского. — Связь зависимостей температура-состав и функция Гиббса-состав. — Правило рычага. — Разделение жидких смесей. Перегонка. — График зависимости состава насыщенного пара от состава равновесной с ним жидкости. — Пример анализа фазовой диаграммы жидкость-пар
Равновесие кристаллы-расплав в двухкомпонентных системах
Кристаллизация в системах, компоненты которых в твердой фазе полностью растворимы. — Компоненты не образуют твердых соединений. — Компоненты образуют твердые соединения. — Кристаллизация в системах, компоненты которых полностью растворимы в твердой фазе, но обладают частичной растворимостью в жидкой. — Кристаллизация в системах, компоненты которых в твердой фазе ограниченно растворимы. — Системы, температуры плавления компонентов которых близки (системы с эвтектикой). — Системы с эвтектикой и образованием химических соединений. Дальтониды и бертоллиды. — Системы, в которых температуры плавления компонентов значительно различаются (системы с перитектикой). — Системы, с перитектикой и образованием химических соединений. — Кристаллизация в системах, компоненты которых в твердой фазе нерастворимы. — Компоненты не образуют стехиометрических соединений и полностью растворимы в жидкой фазе. — Эвтектическая остановка. Треугольник Таммана. — Уравнение кривой ликвидуса (уравнение Шредера-Ле Шателье). — Компоненты образуют стехиометрические соединения. — Компоненты в жидкой фазе ограниченно
растворимы. — Влияние давления на характер фазовых диаграмм кристаллы-расплав. — Двухкомпонентные системы с образованием
термотропных жидких кристаллов
Равновесия в разбавленных растворах нелетучих веществ. Коллигативные свойства растворов
Понижение давления пара над раствором. — Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации раствора. — Осмос. — Криоскопия, эбуллиоскопия, осмометрия. — Коллигативные свойства в растворах электролитов. Изотонический коэффициент
Лиотропные жидкие кристаллы
Трехкомпонентные системы
Графическое представление трехкомпонентных систем
Диаграмма жидкость-пар тройной системы без азеотропных точек
Диаграмма кристаллы-расплав трехкомпонентной системы с тройной эвтектикой
Кривые расслоения в трехкомпонентных жидких системах. Экстракция
