Wprowadzenie do chemii (Polski)

Warunki

• absolutne zerowanie najniższej temperatury, która jest teoretycznie możliwa.
• właściwość termodynamiczna entropii, która jest miarą energii cieplnej układu na jednostkę temperatury, która jest niedostępna do wykonywania użytecznych prac.

układ lub otoczenie

aby uniknąć nieporozumień, naukowcy omawiają wartości termodynamiczne w odniesieniu do układu i jego otoczenia., Wszystko, co nie jest częścią systemu, stanowi jego otoczenie. System i otoczenie są oddzielone granicą. Na przykład, jeśli układ jest jednym molem gazu w zbiorniku, to granicą jest po prostu wewnętrzna ściana samego zbiornika. Wszystko poza granicą jest uważane za otoczenie, które obejmowałoby sam pojemnik.

granica musi być jasno określona, aby można było jasno powiedzieć, czy dana część świata znajduje się w systemie, czy w otoczeniu., Jeśli materia nie jest w stanie przejść przez granicę, mówi się, że system jest zamknięty; w przeciwnym razie jest otwarty. Układ zamknięty może nadal wymieniać energię z otoczeniem, chyba że jest to układ izolowany, w którym to przypadku ani Materia, ani energia nie mogą przejść przez granicę.,

pierwsze prawo termodynamiki

pierwsze prawo termodynamiki, znane również jako Prawo o zachowaniu energii, stwierdza, że energia nie może być tworzona ani niszczona; energia może być tylko przenoszona lub zmieniana z jednej formy do drugiej. Na przykład włączenie światła wydaje się wytwarzać energię; jednak jest to energia elektryczna, która jest przekształcana.,

jednym ze sposobów wyrażenia pierwszego prawa termodynamiki jest to, że każda zmiana energii wewnętrznej (∆E) układu jest dana przez sumę ciepła (q) przepływającego przez jego granice i pracy (w) wykonywanej na układzie przez otoczenie:

\Delta E = q + w

prawo to mówi, że istnieją dwa rodzaje procesów, ciepło i Praca, które mogą prowadzić do zmiany energii wewnętrznej układu., Ponieważ zarówno ciepło, jak i praca mogą być mierzone i kwantyfikowane, jest to to samo, co stwierdzenie, że każda zmiana energii systemu musi skutkować odpowiednią zmianą energii otoczenia poza systemem. Innymi słowy, energii nie można tworzyć ani niszczyć. Jeśli ciepło wpływa do układu lub otoczenia działa na nim, energia wewnętrzna wzrasta, a znak q i w jest dodatni. I odwrotnie, przepływ ciepła z systemu lub praca wykonywana przez system (na otoczenie) będzie kosztem energii wewnętrznej, a q i W będą zatem ujemne.,

drugie prawo termodynamiki

drugie prawo termodynamiki mówi, że entropia dowolnego układu izolowanego zawsze wzrasta. Układy izolowane spontanicznie ewoluują w kierunku równowagi termicznej—stanu maksymalnej entropii układu. Mówiąc prościej: Entropia wszechświata (ostatecznego izolowanego systemu) tylko wzrasta i nigdy nie maleje.

jednym z prostych sposobów myślenia o drugiej zasadzie termodynamiki jest to, że pomieszczenie, jeśli nie jest sprzątane i sprzątane, zawsze stanie się bardziej brudne i nieuporządkowane z czasem – niezależnie od tego, jak ostrożnym jest utrzymanie go w czystości., Gdy pomieszczenie jest sprzątane, jego Entropia maleje, ale wysiłek czyszczenia spowodował wzrost entropii poza pomieszczeniem, który przewyższa entropię utraconą.

trzecie prawo termodynamiki

trzecie prawo termodynamiki mówi, że entropia układu zbliża się do stałej wartości, gdy temperatura zbliża się do zera bezwzględnego. Entropia układu przy zerze absolutnym jest zazwyczaj równa zeru i we wszystkich przypadkach jest określona tylko przez liczbę różnych stanów gruntu, jakie ma., W szczególności Entropia czystej substancji krystalicznej (rzędu doskonałego) w temperaturze zera bezwzględnego wynosi zero. To stwierdzenie jest prawdziwe, jeśli kryształ doskonały ma tylko jeden stan o minimalnej energii.

---