Словарь терминов, понятий и законов физической химии (стр. 10 )

,

где Δj – разность сумм произведений стехиометрических коэффициентов и химических постоянных газообразованых продуктов и исходных веществ, const – константа интегрирования.

Изотерма химической реакции (изотерма Вант-Гоффа) – одно из важнейших уравнений термодинамической теории химического сродства. Устанавливает взаимосвязь химического сродства с константой равновесия, температурой, исходными активностями и фугитивностями веществ (р*), участвующих в реакции. Для реакции в газовой фазе аА + вВ = сС + dD изотерма Вант-Гоффа имеет вид:

химическое сродство = .

Изобарический процесс (P = const) – процесс, протекающий при постоянном давлении, кратко называется изобарой.

Изобарно-изотермический процесс (P = const, Т = const) – процесс, протекающий одновременно при постоянных давлении и температуре.

Изохора химической реакции (Изохора Вант-Гоффа) – термодинамическое уравнение, выражающее зависимость константы равновесия от температуры. В наиболее строгой дифференциальной форме имеет вид:

,

где ΔU – изменение внутренней энергии в ходе реакции (тепловой эффект при постоянном объеме), Т – температура, R – универсальная газовая постоянная, Кa – константа равновесия, выраженная через равновесные активности.

Изотермический процесс (Т = const) – процесс, протекающий при постоянной температуре, кратко называется изотермой.

Изохорический процесс (V = const) – процесс, протекающий при постоянном объеме, кратко называется изохорой.

Изоэнтальпийный процесс (ΔН = const) – процесс, протекающий при постоянной энтальпии системы.

Изоэнтропийный процесс (S = const) – процесс, протекающий при постоянной величине энтропии.

Изохорно-изотермический процесс (V = const, Т = const) – процесс, протекающий одновременно при постоянных объеме и температуре.

Изолированная система (U = const, Т = const) – термодинамическая система, которая не обменивается с окружающей средой ни энергией, ни веществом. Иногда такие системы называют замкнутыми.

Изоморфизм – свойство атомов, молекул, ионов замещать друг друга в кристаллах с образованием смешанных кристаллов переменного состава, называемых также твердыми растворами замещения.

Калорические коэффициенты – производные внутренней энергии или энтальпии по независимым переменным (температура, объем, давление). Пример: теплоемкость при постоянном объеме и при постоянном давлении.

Карно цикл – обратимый круговой процесс в термодинамической системе, состоящей из двух изотерм (Т1 и Т2) и двух адиабат и носящий имя французского ученого Н. Карно. На двух изотермических участках цикла рабочее вещество находится в контакте с двумя тепловыми резервуарами: нагревателем (Т1) и холодильником (Т2).

Т1 > Т2. На участках 1–2 и 2–3 происходит расширение рабочего вещества, соответственно, изотермически и адиабатически. На участках 3–4 и 1–4 происходит сжатие, соответственно, изотермическое и адиабатическое. В результате совершения цикла Карно имеет место поглощение теплоты Q1 рабочим веществом от нагревателя при Т1, отдача теплоты Q2 рабочим веществом холодильнику при Т2 и совершения работы Q1 – Q2. Коэффициент полезного действия цикла Карно: .

Карно теорема – коэффициент полезного действия цикла Карно не зависит от природы рабочего вещества и технических способов его осуществления, а определяется только отношением температур нагревателя и холодильника.

Клаузиуса равенство и неравенство – выражение интеграла Клаузиуса для обратимого (равенство) и необратимого (неравенство) процессов: .

Клаузиуса интеграл () – интеграл по замкнутому контуру, в котором подинтегральная величина бесконечно малая приведенная теплота процесса ().

Клаузиуса теорема – сумма приведенных теплот для любого обратимого замкнутого цикла равна нулю.

Клаузиуса–Клапейрона уравнение – термодинамическое уравнение, выражающее зависимость равновесного давления от температуры в двухфазной системе какого–либо вещества. В наиболее старой форме имеет вид:

,

где ΔН – энтальпия (теплота) фазового перехода единицы массы (или моля), ΔV – изменение объема в фазовом переходе единицы массы (или моля). В процессах испарения (при Т = Тк) и возгонки часто ΔV отождествляется с объемом насыщенного пара, и пар отождествляется с идеальным газом. Для этого типа фазовых переходов уравнения Клаузиуса-Клапейрона имеет вид:

; ,

где j – истинная химическая постоянная.

Кельвин (К) – единица абсолютной температурной шкалы Кельвина, равная 1/273,16 абсолютной температуры тройной точки воды.

Компонент системы – вещество, которое может быть выделено из системы и которое может существовать в свободном состоянии.

Константа химического равновесия термодинамическая (Ка (Кс), Кр* (Кр)) – важная количественная термодинамическая характеристика химического равновесия, численное значение которой определяется равновесными активностями (а) или фугитивностями (р*) всех веществ, участвующих в реакции и их стехиометрическими коэффициентами в общем химическом уравнении. Для стехиометрического уравнения реакции: аА + вВ = сС + dD константа равновесия может быть выражена следующим образом:

, (1)

при [С] ®0; [D] ® 0; [A] ® 0; [B]® 0.

, (2)

при РА® 0; РВ® 0; РС® 0; РD® 0.

Символы типа [С], [Д], [A], [B] в современной литературе часто используют для обозначения активности веществ С, Д, А, В.

; (3)

. (4)

Константы равновесия, выраженные с помощью уравнений (1), (2), называют термодинамическими, а с помощью уравнений (3), (4) – стехиометрическими.

Константа равновесия стандартная (К0) – безразмерная величина константы равновесия, вычисленная при помощи термодинамического уравнения: –ΔG0 = RT ln K0,

где ∆G0 – стандартное изменение энергии Гиббса в ходе химической реакции. При применении K0 для расчетов равновесия давления и концентрации всех ингредиентов реакции должны быть выражены в тех же единицах, которые использованы при описании их стандартных состояний.

Константа устойчивости термодинамическая – термин, применяемый для обозначения термодинамической константы равновесия в реакции образования комплексов из исходных веществ. Справа от символа константы в скобках указывается реакция образования или формула комплекса.

Константа нестойкости – величина, обратная константе устойчивости.

Константа (коэффициент) распределения – предел отношения равновесных концентраций одинаковой формы какого–либо вещества А в двух несмешивающихся растворителях: – при [А] ® 0. Если один из растворителей – вода, индекс 11 относится к воде.

Константа экстракционная (Кэкс или К0экс) – константа равновесия гетерогенной реакции с участием двух жидких фаз. Например, для реакции:

Если ионная сила стремится к нулю, то используется обозначение К0экс, (aq) и (орг) – сокращенные обозначения воды и органического растворителя.

Критическая точка вещества – достигаемое в процессе нагревания жидкости состояние вещества, в котором отсутствуют физические различия между жидкостью и ее насыщенным паром. Поверхностное натяжение на границе жидкость-пар становится равным нулю. Мениск исчезает. Параметры в критической точке отмечаются подстрочным индексом «к» у соответствующего символа. Например: Тк, Рк, Vк, температура, давление, объем в критической точке.

Лабильные состояния – неустойчивые состояния систем, которые ввиду медленности протекающих процессов в течение коротких промежутков наблюдения не обнаруживают существенных изменений термодинамических характеристик. Такие состояния называются также внутренне неустойчивыми. Пример: расслаивание гомогенной жидкой смеси.

Международная практическая температурная шкала (МПШТ) – шкала, предложенная международным комитетом мер и весов для реализации термодинамической шкалы температур. МПШТ основана на ряде первичных реперных точек (хорошо воспроизводимых температур фазовых переходов в ряде систем), которым на основе экспериментальных измерений приписаны жесткие значения температур в термодинамической шкале. Значения температур в интервалах между реперными точками определяются при помощи рекомендованных датчиков температур и интерполяционных уравнений.

Международная практическая температурная шкала Кельвина (МПШК) – абсолютная шкала температур, рекомендованная международным комитетом мер и весов в 1968 г., использует коэффициент полезного действия обратимого цикла Карно, в котором один из тепловых резервуаров имеет температуру Т1 смеси воды с ее насыщенным паром при давлении 1 ат, а во второй резервуар – температуру Т2 – равновесной смеси воды и льда при давлении воздуха (насыщенного водяными парами), равном 1 ат. Для такого цикла Карно коэффициент полезного действия (η) равен: