r>
В книге изложены основные вопросы химической термодинамики и ее приложение к учению о равновесии. Рассмотрены основы учения о фазах. Основные разделы иллюстрированы решением конкретных задач.
Учебное пособие предназначено для студентов металлургических институтов, а также может быть использовано широким кругом специалистов: металлургов, металловедов, химиков и физико-химиков, занимающихся самообразованием по вопросам химической термодинамики.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие......................."............................. ^
Принятые обозначения.................................... 9
Введение.............................................. 11
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
ТЕРМОДИНАМИКА И УЧЕНИЕ О ХИМИЧЕСКОМ РАВНОВЕСИИ
Глава I. Первое начало термодинамики.............. . ........ 13
§ 1. Содержание первого начала...................... 13
§ 2. Математическое выражение первого начала термодинамики......................................... 18
§ 3. Принцип эквивалентности видов энергии .................... 20
§ 4. Термодинамические процессы...................... 21
§ 5. Теплоемкость и формы ее выражения.............. 35
Связь между СР и Cv......................... 36
Эмпирические закономерности теплоемкостей...... 37
Температурная зависимость теплоемкостей ........... 38
Связь между истинной и средней теплоемкостями. ...... 40
( Опытное определение теплоемкостей.................. 42
§ 6. Термохимия как раздел термодинамики (............ 4&
Связь между тепловыми эффектами реакции при постоянном объеме и при постоянном давлении ...... 48
Закон Гесса ................................ 50
Тепловые эффекты, сопровождающие некоторые химические реакции.............................. 52
Зависимость теплового эффекта от температуры (уравнение Кирхгофа) ............................ 57
Задачи.......................................... 62
Г лава II. Второе начало термодинамики . .•.................. 68
§ 7. Содержание второго начала .................... 68
§ 8. Необратимые и обратимые процессы .............. 6Э
§ 9. Математическое выражение второго начала термодинамики........................................ 71
Коэффициент полезного действия тепловой машины . . 71
Цикл Карно ................................ 71
Энтропия.................................. 74
§ 10. Статистический характер второго начала термодинамики 81
§ 11. Уравнение агрегатных превращений .............. 83
§ 12. Опытное определение давления насыщенного пара.... 87
Задачи.......................................... 89
лава III. Характеристические (термодинамические) функции...... 93
§ 13. Внутренняя энергия............................ 94
§ 14. Энтальпия .................................. 95
§ 15. Изохорно-изотермный потенциал (свободная энергия).. 97
§ 16. Изобарно-изотермный потенциал (термодинамический
потенциал).................................. 99
§ 17. Объединенные первое и второе начала термодинамики
(уравнение Гиббса — Гельмгольца) .............. 100
§ 18. Направление протекания процессов и термодинамические условия равновесия ...................... 101
§ 19. Химический потенциал ....;.................... 102
л а в а IV. Учение о химическом равновесии.................... 104
§ 20. Закон действия масс и константа равновесия ........ 105
Различные формы констант равновесия............ 107
Определение констант сложных равновесий (комбинирование равновесий) .......................... 109
§ 21. Приложение закона действия масс к гетерогенным равновесиям.................................... 111
§ 22. Термическая диссоциация ...................... ИЗ
§ 23. Методы экспериментального определения констант равновесия .................................... 116
§ 24. Связь максимальной работы с константой равновесия
(химическое сродство) ........................ 119
§ 25. Зависимость константы равновесия от температуры.. 124
§ 26. Недостаточность первого и второго начал термодинамики для расчетов химического сродства ....'........ 128
Задачи.......................................... 130
'лава V. Третье начало термодинамики...................... 137
§ 27. Тепловая теорема Нернста...................... 137
Химическое сродство в конденсированных системах.. 138
Применение тепловой теоремы к газовым реакциям .. 141
§ 28. Постулат Планка .....'....................... 143
§ 29. Расчет абсолютных значений энтропии............ 144
§ 30. Расчеты по равновесиям с помощью таблиц стандартных величин................................ 147
Задачи...........;.............................. 150
Глава VI. Методы приближенных термохимических расчетов .... 159
§ 31. Теплоемкости ................................ 155
§ 32. Теплоты и энтропии агрегатных превращений ........... 159
§ 33. Стандартные значения энтропии.................. 160
§ 34. Теплоты образования........................ 162
§ 35. Приближенные и ускоренные расчеты констант равновесия...................'.. . .. . 165
ЧАСТЬ ВТОРАЯ
УЧЕНИЕ О ФАЗОВОМ РАВНОВЕСИИ
Глава VII. Важнейшие понятия и определения ................ 178
§ 36. Физико-химическая система и фаза ...........'. . . 178
§ 37. Составная часть системы и компонент ............ 179
§ 38. Термодинамическая степень свободы и правило фаз . . 182
§ 39. Геометрический строй диаграмм состояния ........ 186
Глава VIII. Однокомпонентные и двухкомпонентные системы .... 188
§ 40. Однокомпонентные системы и полиморфизм.......... 188
§ 41. Двухкомпонентные системы .................... 194
§ 42. Основы термического анализа .................. 196
§ 43. Диаграмма состояния системы с простой эвтектикой.. 198
§ 44. Диаграмма состояния системы с химическим соединением 204
Соединение с конгруэнтной точкой плавления ...... 204
Соединение с инкогруэнтной точкой плавления ...... 207
§ 45. Диаграмма состояния с полной растворимостью компонентов в жидком и твердом состоянии ............ 211
.§ 46. Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью
компонентов в твердом состоянии................ 217
^ ii. мпш рамма ^иигимнии и ограниченной растворимостью
(расслаиванием) в жидком состоянии ............ 224
§ 48. О видоизменении диаграммы состояния под влиянием
давления .................................'.. . 228
Глава IX. Трехкомпонентные системы...................... 233
§ 49. Диаграмма состояния с неограниченной растворимостью
компонентов в жидком и твердом состоянии .............. 236
§ 50. Диаграмма, состояния с неограниченной растворимостью в жидком состоянии, полной нерастворимостью компонентов в твердом состоянии и образованием тройной эвтектики при затвердевании1.................... 240
§ 51. Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью компонентов в твердом состоянии и образованием эвтектической смеси твердых растворов............... 246
§ 52. Диаграмма состояния тройной системы с химическим
взаимодействием двух компонентов................ 249
§ 53. Диаграммы растворимости ...................... 251
Г л а в а X. Основы геометрической термодинамики .............. 259
§ 54. Зависимость изобарного потенциала от температуры и
давления ..................................261
§ 55. Зависимость изобарного потенциала от состава системы 263
§ 56. Об относительном расположении линий фазовых равновесий на диаграммах состояния .................. 268
Литература.............................................. 276
ПРЕДИСЛОВИЕ
С химической термодинамикой студенты знакомятся почти во всех химических и металлургических вузах. Большей частью предмет химической термодинамики включается в курс физической химии..Все эти многочисленные курсы, читаемых в разных учебных заведениях, значительно различаются как по своему объему, так и по той.принципиальной основе, на которой они строятся. Такое положение вполн'е естественно, если учесть огромное значение и многообразие практического приложения физической химии — науки о наиболее общих законах химических превращений. К сожалению, для изучения химической термодинамики перегрузка учебной программы учебных заведений не позволяет выделять достаточное число часов. Поэтому учебный процесс требует максимальной концентрации материала и тщательного его подбора для придания курсу цельности.
Изданные учебники оказываются слишком большими и подробными для металлургов. Выборка из них отдельных глав и вопросов нарушает цельность курса, не говоря уже о других затруднениях, возникающих при этом для учащихся и преподавателей.
При создании данного учебного пособия были приняты во внимание прежде всего те специфические задачи, которые ставятся перед химической термодинамикой со стороны металлургических специальностей. В основу такого подхода к подбору включаемого в учебник материала была положена необходимость изложить сведения, позволяющие использовать для практических целей многочисленные и самые разнообразные из имеющихся в справочной литературе данные по физико-химическим константам. Другими словами, было признано, что круг охватываемых вопросов должен включить в себя основные законы термодинамики и термохимии, а также основные разделы учения о Фазовых равновесиях.
Цена: 150руб.
