Материал: Основы физической химии
Еремин Вадим Владимирович, профессор, доктор физико математических наук, лауреат пре мии Президента РФ в области образования.
Научные интересы: динамика биохимических про цессов, спектроскопия временного разрешения, фемтохимия.
Каргов Сергей Игоревич, профессор, доктор химических наук.
Научные интересы: физическая химия водных растворов полиэлектролитов.
Успенская Ирина Александровна, профессор, доктор химических наук.
Научные интересы: экспериментальные и расчет ные методы химической термодинамики, теорети ческое материаловедение.
Кузьменко Николай Егорович, профессор, доктор физико математических наук, лауреат пре мии Президента РФ в области образования.
Научные интересы: молекулярная спектроскопия, внутримолекулярная динамика.
Лунин Валерий Васильевич, академик РАН, профессор, доктор химических наук, лауреат пре мии Президента РФ в области образования.
Научные интересы: физическая химия поверх ности, катализ, физика и химия озона.
Ȼ ɇ
ɂ Ʉ Ⱦ Ʌ ə ȼ ɕ ɋ ɒ ȿ
Ƀ ɒ Ʉ Ɉ Ʌ ɕ
УДК 544 ББК 24.5я73
О-75
С е р и я о с н о в а н а в 2009 г.
А в т о р ы:
профессор, доктор физ.-мат. наук В. В. Еремин; профессор, доктор хим. наук С. И. Каргов; профессор, доктор хим. наук И. А. Успенская; профессор, доктор физ.-мат. наук Н. Е. Кузьменко; академик РАН, профессор, доктор хим. наук В. В. Лунин
Основы физической химии [Электронный ресурс] : О-75 учебник : в 2 ч. Ч. 2 : Вопросы и задачи / В. В. Еремин [и др.]. — 5-е изд., перераб. и доп. (эл.). — Электрон. текстовые дан. (1 файл pdf : 274 с.). — М. : Лаборатория знаний, 2019. — (Учебник для высшей школы). — Систем.
требования: Adobe Reader XI ; экран 10".
ISBN 978-5-00101-635-9 (Ч. 2) ISBN 978-5-00101-633-5
В учебнике, написанном преподавателями химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова, изложены современные теоретические основы химической термодинамики и химической кинетики, рассмотрены их практические приложения. По сравнению с предыдущим новое издание существенно переработано и дополнено. Книга состоит из двух частей: в первой — теория, во второй — вопросы и задачи, примеры контрольных работ, таблицы физико-химических данных, основные физикохимические формулы, а также необходимый математический минимум и другие полезные приложения. Ко всем задачам даны ответы или указания к решению.
Для студентов и преподавателей университетов и технических вузов, а также профильных химических школ.
УДК 544 ББК 24.5я73
Деривативное электронное издание на основе печатного аналога: Основы физической химии : учебник : в 2 ч. Ч. 2 : Вопросы и задачи / В. В. Еремин [и др.]. — 5-е изд., перераб. и доп. — М. : Лаборатория знаний, 2019. — 271 с. : ил. — (Учебник для высшей школы). — ISBN 978-5-00101-161-3 (Ч. 2);
ISBN 978-5-00101-159-0.
В соответствии со ст. 1299 и 1301 ГК РФ при устранении ограничений, установленных техническими средствами защиты авторских прав, правообладатель вправе требовать от нарушителя возмещения убытков или выплаты компенсации
ISBN 978-5-00101-635-9 |
(Ч. 2) |
ISBN 978-5-00101-633-5 |
c |
|
○ Лаборатория знаний, 2015 |
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ К ГЛАВЕ 1
§ 1. Основные понятия термодинамики
ВОПРОСЫ
1.По каким признакам термодинамические переменные подразделяют на а) внутренние и внешние, б) независимые переменные и термодинамические функции, в) экстенсивные и интенсивные?
2.По каким формальным признакам можно различить функции состояния
ифункции процесса?
3.Что общего и в чем различие а) устойчивого и метастабильного состояний системы, б) стационарного и равновесного состояний?
4.Для каких типов систем нельзя использовать понятие «термодинамические свойства»?
5.С чем связана проблема использования представлений феноменологической термодинамики при описании наноразмерных объектов?
6.В каких случаях можно использовать термодинамический подход при описании сильно неравновесных систем?
7.Что представляет собой процесс релаксации, и как время релаксации учитывается при описании термодинамической системы? Приведите примеры систем со временем релаксации порядка а) секунд; б) часов; в) десятилетий.
8.Какие равновесия обладают свойством транзитивности?
ПРИМЕРЫ
Пример 1-1. Покажите, что в общем случае теплота является функцией процесса.
Решение. При равновесии внутренняя энергия закрытой системы является однозначной функцией внешних переменных b и температуры T : U(T , b). Если в качестве внешней переменной рассматривать только объем (т. е. исключить остальные виды работы), то для закрытой системы можно записать:
|
|
|
|
dU = |
|
∂U |
V |
dT + |
|
∂U |
T dV. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
∂T |
∂V |
|
|
|||||||||
Согласно 1-му закону термодинамики, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
δQ = pdV + |
∂T V |
dT + |
dU = δQ + δW , |
V dT + p + |
∂V T dV , |
||||||||||||
∂V |
T dV = |
|
∂T |
||||||||||||||
|
|
∂U |
|
|
∂U |
|
|
|
|
∂U |
|
|
|
∂U |
|||
откуда следует, что |
= ∂T V , |
∂V |
T = p + ∂V T . |
|
|
||||||||||||
|
∂T V |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
∂Q |
|
∂U |
|
|
∂Q |
|
|
|
∂U |
|
|
|||