Равновесная химическая термодинамика. Основы классической термодинамики. Термодинамическое описание химических процессов, страница 3

                                                                                      (1.38)

Уравнения  (1.35) – (1.38) описывают термодинамику обратимых и необратимых процессов в системах любого типа (открытых, закрытых, изолированных).  Соотношения, аналогичные соотношениям Максвелла:

,                    ,

,                    ,                        (1.39)

,                  ,

,                  .

Для чистого вещества (если существует только один тип вещества в системе):

,                (на один моль вещества)                                             (1.40)

                                                                                                        (1.41)

                                                                          (1.42)

                                                         (1.43)

                     (начало отсчета)                            (1.44)

Для выбора начала отсчета устанавливаются стандартные состояния и стандартные условия (см. ниже).

Глава 2. Термодинамическое описание химических процессов

2.1. Химическая переменная

Пусть в системе протекает одна химическая реакция:

                                                                                                                    (2.1)

                 -  химическая переменная                                     (2.2)

                                                                                                                 (2.3)

В случае нескольких реакций:

                                                                                                                   (2.4)

                                                                                                 (2.5)

                                                                                                        (2.6)

2.2. Стандартные состояния и стандартные условия

В химических реакциях элементы друг в друга не превращаются. Поэтому в качестве нуля отсчета (базиса) берут совокупность всех химических элементов (базисные вещества) в виде простых веществ, находящихся в наиболее устойчивых формах при 25^о С. Исключения: фосфор берут в виде соединения P₄  (белый фосфор), а олово в состоянии - олово (белое олово).

Стандартное состояние:

1)  T = T (системы);

2)  давление над веществом или давление газообразного вещества  P= P₀ = 1 бар            (1 бар = 10⁵ Па);

3)  для газообразного вещества выбирают гипотетическое состояние в виде идеального газа.

Обозначения:  , …

Если в стандартном состоянии  T = 298.15^o K (25^o C), то это стандартные условия.

2.3. Стандартные термодинамические величины образования веществ

 - стандартная энтальпия образования вещества A, - это изменение энтальпии в реакции

                                                                                                                 (2.7)

где B_k – базисные вещества в стандартных условиях.

Стандартные термодинамические величины образования при стандартных условиях:

, ,

Для расчета значений термодинамических параметров при другой температуре, в справочниках проводится зависимость теплоемкости различных веществ от температуры при стандартном давлении 1 атм. Например:

          ()        (2.8)

где изменение стандартной теплоемкости в реакции

                                                                             (2.9)

Для вычисления   и  можно использовать следующие формулы:

                                                                 (2.10)

                                                                   (2.11)

где

                        ()                              (2.12)

Эмпирические формулы зависимости теплоемкости от температуры обычно представляют в виде

                                                                                               (2.13)