Переход энергии из одной формы в другую, от одной части системы к другой;

Энергетические эффекты, сопровождающие физические и химические процессы;

Возможность и направленность самопроизвольных процессов.

Термодинамическая система-любой макроскопический материальный объект, отделённый от внешней среды реальной или воображаемой границей.

Объекты природы, не входящие в систему, называются средой.

Термодинамические системы

1. Изолированные-(Δ m=0; Δ Е=0)

2. Закрытые-(Δ m=0; Δ Е≠0)

3. Открытые-(Δ m≠0; Δ Е≠0).

1. Гомогенные - отсутствуют резкие изменения физических и химических свойств при переходе от одних областей системы к другим, следовательно, не существует поверхности раздела между отдельными частями системы.

2. Гетерогенные - состоят из двух или более гомогенных систем. Такие системы состоят из отдельных частей (фаз),имеющих поверхность раздела.

Фаза-совокупность частей системы, схожих по химическому составу и термодинамическим свойствам и находящимся между собой в термодинамическом равновесии.

Гомогенная система- однофазна;

Гетерогенная система состоит из двух или более фаз.

Компонентами равновесной системы называются её независимые составные части, минимальным числом которых может быть выражен состав любой из фаз.

Каждый компонент- индивидуальное химическое вещество, которое может быть выделено из системы и существовать в изолированном виде.

Пример: раствор NaCl содержит частицы:

Молекулы NaCl

Молекулы воды

Ионы Na⁺,ионы Cl^-,в небольшом количестве ионы Н⁺ и ОН^-

 Какой тип системы представлен?

Раствор NaCl- система:

• Гомогенная

• Однофазная

• Двухкомпонентная( Н2О и NaCl).

Состояние системы можно описать с помощью термодинамических переменных-параметров системы.

9.

Начало термодинамики

Первое начало термодинамики устанавливает соотношение между теплотой Q, работой А и изменением внутренней энергии системы ΔU:

Изменение внутренней энергии системы равно количеству сообщенной системе теплоты минус количество работы, совершенной системой против внешних сил.

ΔU = Q - А (I.1)

dU=dQ-A (I.2)

Уравнение (I.1) является математической записью 1-го начала термодинамики для конечного, уравнение (I.2) – для бесконечно малого изменения состояния системы.

Внутренняя энергия является функцией состояния; это означает, что изменение внутренней энергии ΔU не зависит от пути перехода системы из состояния 1 в состояние 2 и равно разности величин внутренней энергии U₂ и U₁ в этих состояниях:

ΔU = U₂ - U₁

Следует отметить, что определить абсолютное значение внутренней энергии системы невозможно; термодинамику интересует лишь изменение внутренней энергии в ходе какого-либо процесса.

Энергия – мера способности системы совершать работу; общая качественная мера движения и взаимодействия материи. Энергия является неотъемлемым свойством материи. Различают потенциальную энергию, обусловленную положением тела в поле некоторых сил, и кинетическую энергию, обусловленную изменением положения тела в пространстве.

Внутренняя энергия системы – сумма кинетической и потенциальной энергии всех частиц, составляющих систему. Можно также определить внутреннюю энергию системы как её полную энергию за вычетом кинетической и потенциальной энергии системы как целого.

Формы перехода энергии от одной системы к другой могут быть разбиты на две группы. В первую группу входит только одна форма перехода движения путем хаотических столкновений молекул двух соприкасающихся тел, т.е. путём теплопроводности (и одновременно путём излучения). Мерой передаваемого таким способом движения является теплота.

Теплота- есть форма передачи энергии путём неупорядоченного движения молекул.

Во вторую группу включаются различные формы перехода движения, общей чертой которых является перемещение масс, охватывающих очень большие числа молекул (т.е. макроскопических масс), под действием каких-либо сил. Таковы поднятие тел в поле тяготения, переход некоторого количества электричества от большего электростатического потенциала к меньшему, расширение газа, находящегося под давлением и др. Общей мерой передаваемого такими способами движения является работа – форма передачи энергии путём упорядоченного движения частиц.

В биологических системах теплота обычно отдаётся системой во внешнюю среду, а работа совершается системой за счёт убыли внутренней энергии.

В условиях живого организма выделяют несколько видов работ:

• Химическая - работа, совершаемая при синтезе различных ВМС из НМС в результате химических реакций;

• Механическая - работа по перемещению частей и органов тела против механических сил (совершается мышцами при сокращении);

• Осмотическая - работа по переносу различных веществ через мембраны из области с более низкой концентрацией веществ в область с более высокой их концентрацией;

• Электрическая - работа по переносу заряженных частиц в электрическом поле(совершается при передаче нервного возбуждения по клеткам);

• Работа по высвечиванию - излучение органами животных сверхслабого электромагнитного излучения

10.

Термодинамические процессы

ž Изотермические (Δ Т=0)

ž Изобарные (Δ Р=0)

ž Изохорные (Δ V=0)

ž Адиабатные ( Q=0).