химический каталог




ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ, состояние термодинамическое системы, не изменяющееся во времени и не сопровождающееся переносом через систему вещества или энергии. Если состояние системы не изменяется во времени, но есть поток вещества или энергии через систему, состояние системы называют стационарным. Изолированная система, не обменивающаяся со средой веществом и энергией, со временем всегда приходит к ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. и не может самопроизвольно из него выйти. Постепенный переход системы из неравновесного состояния, вызванного внешний воздействием, в состояние ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. называют релаксацией.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. включает: термодинамически равновесие -постоянство температуры в объеме системы, отсутствие градиентов температуры; механические равновесие, при котором невозможны никакие макроскопич. перемещения частей системы, т. е. имеется равенство давления в объеме системы; допустимы, однако, движения системы как целого-поступат. движение в поле действия внешний сил и вращение. В случае гетерог. системы сосуществование термодинамически равновесных фаз называют фазовым равновесием. Если между компонентами системы происходят химический реакции, в состоянии ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. скорости прямых и обратных процессов равны между собой (см. Химическое равновесие). При ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. в системе прекращаются все необратимые переноса процессы (теплопроводность, диффузия, вязкое течение и т.п.). В системе не наблюдается изменение концентраций реагирующих веществ, для закрытой системы характерно равновесное распределение компонентов между составляющими систему фазами. Параметры состояния, определяющие ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р., строго говоря, не являются постоянными, а флуктуируют около некоторых статистич. средних значений; обычно эти флуктуации пренебрежимо малы.

Принцип равновесия Гиббса. Для k-компонентной r-фазной системы при постоянстве ее внутренней энергии U, объема V и чисел молей компонентов ni (i = 1, 2, ..., k) условие ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. заключается в том, что при всех возможных изменениях параметров состояния энтропия 5 системы остается неизменной или уменьшается. Иными словами, энтропия изо-лир. системы при ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. имеет условный максимум:


Буква d означает бесконечно малую вариацию величины, в т.ч. флуктуацию, в отличие от знака дифференциала, означающего действительно малое изменение величины в реальном процессе. Знак равенства имеет место при протекании в системе обратимых процессов, знак неравенства-необратимых (в случае изолир. системы). Принцип равновесия можно выразить также через термодинамические потен-циалы-внутр. энергию U, энтальпию H, энергию Гиббса G, энергию Гельмгольца F-при условиях, характеризуемых постоянством соответствующих параметров состояния. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. отвечает условный минимум термодинамическое потенциалов:


Переход системы из одного состояния ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. в другое может происходить через последовательность состояний, каждое из которых является также состоянием ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. Это означает, что параметры состояния в течение всего процесса перехода бесконечно мало отличаются от своих значений при ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕр. Это-равновесный (квазистатический) процесс. Реальные процессы перехода всегда неравновесны; они изучаются химической термодинамикой.

Наряду с основным (глобальным) максимумом энтропии и минимумами термодинамическое потенциалов, отвечающими стабильному ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕр., в пространстве параметров состояния возможны локальные максимумы энтропии и минимумы термодинамическое потенциалов. Соответствующие им состояния системы называют метастабильными равновесиями. Такие состояния, как и состояние стабильного ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р., локально устойчивы, т.е. устойчивы к бесконечно малым изменениям параметров состояния. Но метастабильные состояния ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕр. могут быть неустойчивыми при некоторых конечных изменениях параметров.

Под локальным ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕр. в термодинамике неравновесных процессов подразумевается равновесие в очень малых (элементарных) объемах среды, содержащих все же достаточное число частиц (атомов, молекул, ионов), чтобы состояние этих объемов можно было характеризовать температурой, давлением, химический потенциалом и др. термодинамическое потенциалами, но не постоянными, а зависящими от координат и времени. При локальном ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ р. элементарных объемов состояние системы в целом неравновесное.

Литература см. при ст. Химическая термодинамика. П. И. Федоров.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
sr 0628-w
домашний кинотеатр с телевизором купить
Нож для устриц Professional tools
ручки с планкой хром

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(08.12.2016)