Дайте определение понятиям термодинамики: «система (открытая, закрытая, изолированная)», «состояние системы», «параметры состояния», «функции состояния», «процесс».

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16947
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Дайте определение понятиям термодинамики: «система (открытая, закрытая, изолированная)», «состояние системы», «параметры состояния», «функции состояния», «процесс». Охарактеризуйте различные процессы: самопроизвольные и несамопроизвольные, обратимые и необратимые. Охарактеризуйте понятия «энергия», «теплота», «работа». Сформулируйте 1 закон термодинамики и закон Гесса. Найдите стандартную энтальпию реакции по величинам энтальпий образования исходных веществ и продуктов реакции. Укажите, будет ли данная реакция экзо- или эндотермической. 

Ответ:

Системой называется отдельное тело или группа тел, находящихся во взаимодействии и обособленных от окружающей среды реальной или воображаемой оболочкой (границей). Открытой называется система, которая обменивается с внешней средой веществами (массой) и энергией (например, теплом). Изолированной системой (или закрытой системой) называют такую систему, которая не обменивается теплотой и работой с окружающей средой. Энергия и объем изолированной системы постоянны во времени. Примером такой системы является, например, термос. 282 Термодинамическое состояние системы – это набор значений независимых переменных (параметров системы), которые определяют ее свойства. Любое свойство системы может быть названо термодинамическим параметром состояния, если оно рассматривается как одна из независимых переменных, определяющих состояние системы. Термодинамика рассматривает вещество как сплошную среду и использует для исследования такие термодинамические параметры, которые являются результатом действия большого количества частиц (макропараметры). Например, макропараметрами химической реакции, протекающей даже при «обычных условиях», являются температура, давление, объем, концентрация, напряженность гравитационного, магнитного, электрического и электромагнитного полей и др. Свойства системы, которые однозначно могут быть выражены как функции температуры, давления и концентрации веществ, составляющих систему, называются термодинамическими функциями. Например, теплоемкость, внутренняя энергия, энтропия и др. Если изменение термодинамической функции зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути процесса, то такая функция называется функцией состояния системы. Термодинамическим процессом называется всякое изменение в системе, связанное с изменением хотя бы одного из термодинамических параметров. Все процессы можно разделить на самопроизвольные и несамопроизвольные (вынужденные). Самопроизвольные процессы (положительные) приближают систему к состоянию равновесия. Они протекают без затраты энергии извне. Например, переход тепла от горячего тела к холодному, диффузия растворенного вещества из более концентрированного раствора в менее концентрированный раствор и др. Несамопроизвольные процессы (отрицательные) это процессы для совершения которых требуются затраты энергии извне. Например, разложение воды под действием электрического тока. Несамопроизвольные процессы не могут протекать в изолированной системе. Различают необратимые и обратимые процессы. Необратимыми процессами называются такие процессы, после протекания которых систему и окружающую среду одновременно нельзя вернуть в прежнее состояние. При необратимом процессе систему можно вернуть к первоначальному состоянию, но при этом в окружающей среде останутся некоторые изменения (например, изменится энергия тел окружающей среды). Обратимыми процессами называются такие процессы, после которых можно вернуть и систему, и окружающую среду в прежнее состояние. При этом в обратном процессе система проходит через те же промежуточные состояния, что и в прямом процессе, но в обратном порядке. Энергия — универсальная мера различных форм движения и взаимодействия. Форма передачи энергии от одной части системы к другой вследствие неупорядоченного движения молекул, зависящая лишь от температуры частей системы и не связанная с перекосом вещества в системе называется теплотой. Работа процесса - это энергия, передаваемая одним телом другому при их взаимодействии, не зависящая от температуры этих тел и не связанная с переносом вещества от одного тела к другому. Существует несколько формулировок первого начала термодинамики, которые равноценны друг другу и вытекают одна из другой: В любой изолированной системе запас энергии остается постоянным. Разные формы энергии переходят друг в друга в строго эквивалентных количествах. Вечный двигатель первого рода невозможен, т. е. невозможно построить машину, которая давала бы работу, не затрачивая на это соответствующего количества энергии. Закон Гесса: Тепловые эффекты реакций, проведенных в изобарных или изохорных условиях, не зависят от пути проведения реакции. Определим изменение энтальпии реакции Справочные данные:  Изменение энтальпии реакции рассчитаем по первому следствию из закона Гесса: следовательно, реакция является эндотермической.