Физическая химия. Учебное пособие. Килимник А.Б. - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

В 1887 году К. Браун теоретически обосновал принцип Ле Шателье и показал, что он является следствием вто-
рого закона термодинамики.
Карл Фердинанд Браун (1850 – 1918).
Родился 6 июня 1850 г. в Фульде. Немецкий физик.
Окончил Берлинский университет (1872). В 1872 – 1874 гг. работал в Вюрцбургском университете, в 1874 – 1876
гг. – в Лейпцигской гимназии. Профессор Марбургского (1876 – 1880), Страсбургского (1880 – 1883) университетов
и Высшей технической школы в Карлсруэ (1883 – 1885). В 1885 – 1895 гг. – профессор Тюбингенского университета,
в котором основал Физический институт. С 1895 г. – профессор Страсбургского университета и директор Физи-
ческого института.
Работы относятся к радиотехнике и радиофизике. В 1909 г. за развитие беспроволочной телеграфии был удо-
стоен Нобелевской премии по физике (вместе с Г. Маркони).
Член-корреспондент Берлинской АН (1914).
Используя аналогичный подход для изохорно-изотермных условий проведения химической реакции, получим урав-
нение изохоры химической реакции Вант-Гоффа.
Для этого рассмотрим зависимость стандартной свободной энергии Гельмгольца от температуры.
Из уравнения ∆
F = ∆U – T∆S и того, что изменение энтропии есть частная производная изменения свободной энер-
гии Гельмгольца по температуре при постоянном объёме, следует
∆F
T
= ∆U
T
+ T(d∆F/dT).
Перегруппируем члены этого выражения и разделим на T
2
:
(Td∆F – ∆F
T
dT)
/T
2
= –
(∆U
T
/T
2
)
dT.
Левая часть последнего уравнения является дифференциалом дроби ∆F/T, поэтому
d(∆F/T) = – (∆U/T
2
)
dT,
а для стандартных условий
d(
o
T
F∆ /T) = – (
o
T
U∆ /T
2
)
dT.
Используя связь стандартной свободной энергии с константой равновесия, придём к уравнению изохоры химиче-
ской реакции:
dln
o
C
K
/dT =
o
T
U∆
/(RT
2
).
Уравнение изохоры Вант-Гоффа показывает влияние температуры на константу равновесия химической реакции
при постоянном объёме.
1.10. ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ
Число молей компонентов термодинамической системы в ходе химического или физического процесса может изме-
няться. В гомогенной химической реакции число молей реагентов уменьшается, а число молей продуктов реакции увели-
чивается. В физическом процессе, например при испарении вещества, наблюдается переход молекул из одной фазы в
другую. При этом изменяется их число в жидкой и газообразной фазах. Это обстоятельство требуется учитывать в термо-
динамическом описании физико-химических реакций.
Рассмотрим изобарно-изотермный процесс (идеальный газ). Значение свободной энергии Гиббса будет определяться
давлением, температурой и числом молей (
n
i
) участников процесса:
G = f
(p, T, n
1
, n
2
, …, n
i
).
Полный дифференциал этой функции через частные производные можно представить в следующем виде:
dG = (∂G/∂T)
p, ni
dT
+
(∂G/∂p)
T, ni
dp
+
(∂G/∂n
1
)
p, T, nj
dn
1
+
(∂G/∂n
2
)
p, T, nj
dn
2
…,
где n
i
– число молей всех компонентов; n
j
– число молей всех компонентов, кроме того, изменение которого рассматрива-
ется.
Третий и последующие члены этого уравнения отличаются друг от друга только рассматриваемым компонентом,
число молей которого изменяется в ходе процесса.

Страницы