Лекция Лекциялар модуль. Жүйенің термодинамикалық тепе-теңдігі Кіріспе. Термодинамиканың негізгі анықтамалары мен түсініктемелері

1 лекция

Лекциялар

1. модуль. Жүйенің термодинамикалық тепе-теңдігі

Кіріспе. Термодинамиканың негізгі анықтамалары мен түсініктемелері. Термодинамикалық қасиеттердің классификациясы. Оқшауланған, жабық жəне ашық жүйелер. Термодинамикалық тепе-теңдік. Экстенсивті жəне интенсивті қасиеттер. Термдік жəне калориялық қасиеттер, күйлер теңдеулері. Термодинамиканың жалпылықтылығы. Концентрация. Идеал газдың қоспасы. Дальтон заңы. Амага заңы. Нақты газ. Қоспаның калориялық қасиеттері.
Түйінді сөздер: термодинамикалық жүйе, оқшауланған жүйе,, жабық жүйе, ашық жүйе, тепе-теңдік, экстенсивтік қасиеттер, интенсивтік қасиеттер, күй теңдеуі, нақты газ, идеал газ.

Қысқаша мазмұны.

Термодинамикалық тепе-теңдік ұғымының механикалық тепе-теңдікпен өзгешелігі мүлде баска сипатқа ие болады. Термодинамикалық жүйенің молекулалары (температура асқын төмен болмаса) теңдеспеген күштер əрекетінде болып жан-жақты мүмкін бағыттарда қозғалады. Термодинамикалық жүйе деп басқа денелермен жəне өзара энергия жəне (немесе) зат алмаса алатын бір немесе бірнеше денелер жиынтығын атайды. Мұнда тепе-теңдік ұғымды жүйені тұтас алғанда кейбір бірлескен (лат. collectіvus – жинақтау, бірге, бірлескен, коллективтік) сипаттамаларына жатқызады, айталық, температура, қысым немесе компонент концентрациясы сияқты. Бұл сипаттамалар жүйе əрекеттерін макроскопты түрде бенелейді жəне күй параметрлері деп аталады. Жоғарыда айтылғандар негізінде келесі қорытынды жасауға болады: егер оқшауланған жүйе термодинамикалық тепе-теңдікте болса, онда жүйенің барлық бөліктерінде қысым мен температура бірдей. Осы себептен тепе-теңдікте жүйенің əртүрлі бөліктерінің арасы термодинамикалық көмескі. Сыртқы ортамен энергия жəне зат алмаспайтын жүйені оқшауланған жүйе деп атайды. Кез келген термодинамикалық жүйелерге тəн қасиет ретінде температура ұғымы термодинамикада нөлдік заң арқылы енгізіледі. Термодинамиканың нөлдік заңының тұжырымдамасы: егер екі А жəне В денелер бір- бірінен тəуелсіз жəне жеке-жеке үшінші С денемен жылулық тепе-теңдікте болса, онда олар бір-бірімен дəл сондай жылулық тепе-теңдікте болады; басқаша айтқанда жылулық тепе-теңдік жүйенің барлық нүктелерінде (бөліктерінде) температурасы тең болатынын анықтайды. Экстенсивтік параметрлер – көлем, ішкі энергия, энтропия жəне т.б. жүйенің тұтастығын сипаттайды, мəндері термодинамикалық жүйенің массасына немесе көлеміне пропорционал, яғни экстенсивтік шамалар мəні жүйенің əр бөлігіндегі мəндерінің қосындысына тең, демек аддитивтік қасиетке ие. Интенсивтік параметрлер – қысым, температура, концентрация жəне т.б., жүйенің массасына тəуелсіз, тепе-теңдік күйдегі жүйенің біртекті бөліктерінде мəндері бірдей, демек аддитивтік қасиетке ие емес. Біртекті бірфазалық химиялық реакциялар жүрмейтін көпкомпонентті жүйелерді қарастырамыз. Құрамы мольдік немесе массалық үлесі, концентрациялары арқылы көрсетіледі. Идеал газ қоспвсының қысымы Дальтон заңы бойынша анықталады. Қоспаға кіретін заттың қайсыбір компонентінің дəл сол қоспадағыдай мөлшерде ыдыста жалғыз

өзі қалған кездегі
p_i қысымы, газ қоспасының сол компонентінің парциал қысымы деп

^{аталады. Онда, газ қоспасының жалпы} p қысымы қоспаның компоненттерінің парциал
к

қысымдарының ќосындысына тең болады
p  p₁  p₂  p₃  ...  _ p_i . Идеал газ
i1

күйінің теңдеуі Бойль-Мариотт теңдеуі. Идеал газ қоспасының парциал көлемі таза компоненттердің бірдей қысым мен температурада алынған көлемдерінің қосындысына тең, демек V=V₁+V₂+ ….+V_n. Осы теңдеу Амага заңы, осыдан қоспаның толық көлемі компоненттердің парциал көлемдерінің қосындысына тең. Нақты газ қоспасы үшін Амага заңы орындалмайды. Бұл кезде артық функциялар пайда болады, олар нақты газ күйінің