В ТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИ КИ Выполнил: Студент 104 группы, ФФМО Иордан Б.О. - презентация

1 В ТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИ КИ Выполнил: Студент 104 группы, ФФМО Иордан Б.О.

2 Процессы Обратимые Необратимые

3 О БРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ Это процесс, который может происходить как в прямом, так и в обратном направлении Обратимый процесс – это идеализация реального процесса. Все макроскопические процессы проходят в определенном направлении Например: Гидролиз солей, Нагревание воды

4 Н ЕОБРАТИМЫЕ ПРОЦЕССЫ Процесс, обратный которому самопроизвольно не происходит Все макроскопические процессы являются необратимыми Например: диффузия, термодиффузия, теплопроводность

5 В ТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ В циклически действующем тепловом двигателе невозможно преобразовать все количество теплотыы, полученное от нагревателя, в механическую работу

6 Ф ОРМУЛИРОВКА Р. К ЛАУЗИУСА Невозможно перевести тепло от более холодной системы к более горячей при отсутствии одновременных изменений в обоих системах или окружающих телах

7 Ф ОРМУЛИРОВКА У. К ЕЛЬВИНА Невозможно осуществить такой периодический процесс, единственным результатом которого было бы совершение работы за счет теплотыы взятой от одного источника

8 С ТАТИСТИЧЕСКОЕ ИСТОЛКОВАНИЕ ВТОРОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ Изолированная система самопроизвольно переходит из менее вероятного состояния в более вероятное, или Замкнутая система многих частиц самопроизвольно переходит из более упорядоченного состояния в менее упорядоченное

9 Э НТРОПИЯ Понятие энтропии впервые было введено Клаузиусом в термодинамике в 1865 году для определения меры необратимого рассеивания энергии, меры отклонения реального процесса от идеального. Определённая как сумма приведённых теплоты, она является функцией состояния и остаётся постоянной при замкнутых обратимых процессах, тогда как в необратимых её изменение всегда положительно. где dS приращение энтропии; Q минимальная теплотыа, подведённая к системе; T абсолютная температура процесса.

10 Э НЕРГИЯ Г ИББСА Это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида: Где U – внутренняя энергия, P- давление, V-объём, T- абсолютная температура, S-энтропия

11 П РОГНОЗИРОВАНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ САМОПРОИЗВОЛЬНО ПРОТЕКАЮЩИХ ПРОЦЕССОВ В ИЗОЛИРОВАННОЙ СИСТЕМЕ Для любой термодинамической системы, при данных условиях её существования всегда имеется некоторый общий критерий, которым характеризуется возможность, направление и предел самопроизвольного протекания термодинамических процессов. Например, для изолированных систем таким критерием служит энтропия S. Направление химической реакции определяется значением AG: Если эта величина отрицательна, то реакция протекает самопроизвольно и сопровождается уменьшением свободной энергии. Такие реакции называют экзэргоническими. Если при этом абсолютное значение AG велико, то реакция идёт практически до конца, и её можно рассматривать как необратимую. Если AG положительно, то реакция будет протекать только при поступлении свободной энергии извне; такие реакции называют эндергоническими. Если абсолютное значение AG велико, то система устойчива, и реакция в таком случае практически не осуществляется. При AG, равном нулю, система находится в равновесии.

12 Р ОЛЬ ЭНТАЛЬПИЙНОГО И ЭНТРОПИЙНОГО ФАКТОРОВ Самопроизвольное протекание изобарно- изотермического процесса определяется двумя факторами: энтальпийным, связанным с уменьшением энтальпии системы (ΔH), и энтропийным T ΔS, обусловленным увеличением беспорядка в системе вследствие роста её энтропии. Разность этих термодинамических факторов является функцией состояния системы, называемой изобарно-изотермическим потенциалом или свободной энергией Гиббса

13 Т ЕРМОДИНАМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ состояние системы, при котором остаются неизменными по времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды. Отличают тепловое, механическое, радиационное (лучистое) и химическое равновесия. На практике условие изолированности означает, что процессы установления равновесия протекают гораздо быстрее, чем происходят изменения на границах системы (то есть изменения внешних по отношению к системе условий), и осуществляется обмен системы с окружением веществом и энергией.

14 С ТАНДАРТНАЯ ЭНЕРГИЯ Г ИББСА ОБРАЗОВАНИЯ ВЕЩЕСТВА Под стандартной энергией Гиббса образования ΔG°, понимают изменение энергии Гиббса при реакции образования 1 моль вещества, находящегося в стандартном состоянии. Это определение подразумевает, что стандартная энергия Гиббса образования простого вещества, устойчивого в стандартных условиях, равна нулю.

15 С ТАНДАРТНАЯ ЭНЕРГИЯ Г ИББСА РЕАКЦИИ Изменение энергии Гиббса в системе при протекании химической реакции dG называют энергией Гиббса хим. реакции: dG=dH-TdS где dG,dh,dS –изменение соответствующих термодинамических функций в ходе реакции, протекающей при p=const и температуре T. Энергия Гиббса хим. Реакции характеризует направление и предел самопроизвольного протекания в условиях постоянства давление и температуры

16 П РИНЦИП ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СОПРЯЖЕНИЯ В основе биоэнергетических процессов лежит принцип энергетического сопряжения, в соответствии с которым молекулярные превращения, приводящие к возрастанию свободной энергии, эндергонические реакции (например, синтез белков из аминокислот, гликогена из глюкозы, жиров из жирных кислот и глицерина за счет энергии АТФ) находятся в динамическом равновесии с экзэргоническими, происходящими со значительным уменьшением энергии (гликолиз и окисление органических веществ кислородом, гидролиз АТФ с образованием АДФ и фосфата). Пример сопряжения - окислительное фосфорилирование - при прохождении протонов по электрохимическому градиенту через канал в мембране митохондрии выделяется энергия, которая тут же идет на образование АТФ из АДФ и Фн

17 С ПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !