Химическая термодинамика.

Вопросы к 1-му коллоквиуму.

1. Основные понятия химической термодинамики: система, окружающая среда, интенсивные, экстенсивные величины, фаза, гомогенная и гетерогенная системы, компонент.
2. Термические уравнения состояния для газов, твердых тел и жидкостей. Термические коэффициенты.
3. Идеальный газ, другие термические уравнения состояния для газов. График зависимости р = f (V) при Т = const для идеального газа и газа Ван-дер-Ваальса.
4. Газ Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний.
5. Первый закон термодинамики в открытой и закрытой системах. Интегральная и дифференциальная форма.
5. Функции пути и функции состояния. Работа и теплота в различных процессах для идеального газа. Энтальпия .
7. Закон Гесса. Теплоты химических реакций при постоянном давлении и постоянном объеме.
8. Стандартные энтальпии образования химических соединений. Стандартные энтальпии химических реакций.
9. Теплоемкости с _р , с_v  , с_x . Взаимосвязь между ними.
10. Закон Киргоффа . Зависимость энтальпии и энергии химических реакций от температуры. Зависимость теплот химических реакций от давления.
11. Энтропия, как функция состояния. Связь с приведенной теплотой.
12. Второй закон термодинамики, различные его формулировки.
13. Термодинамические потенциалы как результат преобразования Лежандра внутренней энергии. Условия равновесия, записанные через различные потенциалы, G,F,H,U .
14. Уравнения Максвелла. Расчет изменения S=f(p)для идеального газа и газа Ван-дер-Ваальса.
15. Уравнения Максвелла. Расчет изменения H=f(p)для идеального газа и газа Ван-дер-Ваальса.
16. Общие условия термодинамического равновесия.

  Вопросы к 2-му коллоквиуму.

1. Теорема Эйлера. Термодинамические потенциалы, как однородные функции первой степени естественных переменных и чисел молей. Уравнение Гиббса-Дюгема , его интегрирование.
2. Основные понятия термодинамики растворов ( на примере двухкомпонентных жидких систем). Функции смешения. Интегральные и парциальные величины. Избыточные величины.
3. Термодинамические модели растворов. Регулярные и атермальные растворы.
4. Идеальные ассоциированные растворы.
5. Законы Рауля и Генри. Стандартное состояние “ бесконечно-разбавленный раствор” и “чистое вещество”.
6. Химический потенциал, различные определения этого понятия. Способы записи химического потенциала для идеального газа, реального газа, компонента в газовой, жидкой и твердой смесей.
7. Стандартные состояния для химического потенциала в различных фазах. Зависимость стандартных значений химических потенциалов от температуры и давления.
8. Фугитивность , коэффициенты фугитивности . Активность, коэффициенты активности.
9. Условия равновесия в гомогенной и гетерогенной системах. Возможный компонент.
10. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона . Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Связь давления насыщенного пара с кривизной поверхности. Уравнение Кельвина.
11. Обобщенное уравнение фазовых равновесий Ван-дер-Ваальса. Криоскопия, эбулиоскопия .
12. Обобщенное уравнение фазовых равновесий Ван-дер-Ваальса. Осмос. Уравнение Вант-Гоффа .
13. Обобщенное уравнение фазовых равновесий Ван-дер-Ваальса. Зависимость растворимости от температуры и давления (уравнение Шредера, уравнение Ван-Лаара )
14. Вывод правила фаз. Расчет диаграммы состояний однокомпонентых систем. Диаграммы температура - давление для воды и серы.
15. Фазовые переходы первого рода. Фазовые переходы второго рода, уравнение Эренфеста.
16. Связь диаграмм G-x с диаграммами T-x ( p = const ) для двухкомпонентных систем.
17. Условия стабильности гомогенной фазы. Расслаивание, метастабильные фазы в двухкомпонентной системе.
18. Обобщенное уравнение фазовых равновесий Ван-дер-Ваальса. Законы Коновалова. Азеотропы .

Вопросы к 3-му коллоквиуму.

1. Общие условия термодинамического равновесия.
2. Условия химического равновесия. Химическая переменная. Сродство химической реакции.
3. Константы равновесия для газофазных реакций. Изотерма химической реакции.
4. Температурная зависимость констант равновесия. Зависимость констант равновесия химических реакций от давления. Уравнение изобары реакции.
5. Константы равновесия реакций в растворах. Симметричная и асимметричная системы сравнения. Константы равновесия одной и той же реакции в разных растворителях.
6. Константы равновесия гетерогенных химических равновесий.
7. Расчеты равновесного состава при одновременном протекании нескольких реакций.