Физическая химия. Килимник А.Б. - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

За открытие кванта действия Макс Планк в 1918 г. удостоен Нобелевской премии по физике.
Член Берлинской АН (1894), ее непременный секретарь (1912 – 1938). Иностранный член АН СССР
(1926), Лондонского королевского общества (1926). Немецким физическим обществом учреждена ме-
даль М. Планка.
1.7. СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ ГЕЛЬМГОЛЬЦА (F)
И СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ ГИББСА (G)
Второй закон термодинамики (изменение энтропии химической реакции больше или равно нулю)
дает критерии самопроизвольности процессов (dS > 0) и равновесия (dS = 0) в изолированных системах.
Исходя из этих критериев, можно построить все учение о равновесии в изолированных системах.
На практике мы чаще всего имеем дело с неизолированными системами, поддерживаемыми при по-
стоянной температуре и постоянном объеме либо давлении. Эти условия, налагаемые на систему, осу-
ществляются при экспериментальном определении тепловых эффектов химических реакций.
Основоположником этого пути рассмотрения химической термодинамики является Дж. У. Гиббс.
Джозайя Уиллард Гиббс (1839 – 1903) – американский физик и физикохимик.
Родился 11 февраля 1839 г. в Нью-Хейвене.
Окончил Йельский университет (1858; доктор философии, 1863). Совершенствовал знания в Па-
рижском, Берлинском и Гейдельбергском университетах (1866 – 1868). Работал в Йельском колледже
(1863 – 1866) и университете (с 1869; с 1871 – в должности профессора).
Заложил основы химической термодинамики (1873 – 1878). Разработал общую теорию термоди-
намического равновесия, метод термодинамических потенциалов и теорию капиллярности. Однако
результаты этих исследований не были известны в Европе до 1892 г. Впервые развил общий подход,
позволяющий выразить термодинамические свойства любой химической системы через микроскопиче-
ские свойства молекул.
Член национальной АН США (1879). Член Лондонского королевского общества (1897). В 1901 г. по-
лучил медаль Копли.
Рассмотрим систему, находящуюся при постоянной температуре и постоянном объеме. Учитывая
первый и второй законы термодинамики, для конечных превращений в системе можно записать
A
Т
= T(S
2
– S
1
) – (U
2
– U
1
).
Это соотношение справедливо для любого изотермического процесса, в том числе и для химиче-
ских реакций.
Перегруппируем члены этого соотношения
A
Т
= (U
1
– TS
1
) – (U
2
– TS
2
).
В правой части последнего соотношения в скобках получается разность свойств системы для на-
чального и конечного состояния. Комбинация свойств системы сама является ее свойством. Это свойст-
во системы обозначается символом F
F ≡ U – TS.
Учитывая вышеизложенное, для суммарной работы изотермного процесса получим
A
T
≤ F
1
– F
2
; A
T
≤ – ∆F.
Свойство системы F было впервые введено Массье (1869) и несколько позже Гиббсом (1875), одна-
ко стало широко известно после статьи Гельмгольца (1882), поэтому оно и получило название “свобод-
ная энергия Гельмгольца”. В отечественной литературе это свойство системы часто называют изохорно-

Страницы