Список обозначений.
Основы химической термодинамики.
Основные понятия термодинамики.
Термодинамическая система. Компонент системы. Фаза.
Термодинамические переменные (термодинамический параметр, термодинамическая функция).
Термодинамические процессы.
Газы. Идеальные и реальные газы. Параметры газов. Уравнение состояния.
Параметры газа.
Уравнение состояния идеального газа.
Реальные газы.
Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Первый закон термодинамики.
Энергия. Внутренняя энергия.
Передача энергии: теплота и работа.
Вычисление работы расширения идеального газа.
Изучение тепловых явлений. Вычисление количества теплоты. Теплоемкость.
Первый закон термодинамики.
Применение Первого закона термодинамики к некоторым системам. Энтальпия.
Термохимия. Закон Гесса.
Применение закона Гесса — методы расчета тепловых эффектов.
Вычисление тепловых эффектов по теплотой образования. — Вычисление тепловых эффектов по теплотой сгорания. — Расчет теплового эффекта по энергиям связей.
Зависимость теплового эффекта о т температуры. Закон Кирхгофа.
Второй закон термодинамики.
Второй закон термодинамики. Формулировки.
Тепловые машины. КПД. Цикл Карно.
КПД цикла Карно.
Разбиение произвольного обратимого цикла на циклы Карно. Энтропия.
Объединенное уравнение 1 и 2 законов термодинамики.
Свойства энтропии.
Вычисление энтропии.
Характеристические термодинамические функции.
Функция Гельмгольца.
Функция Гиббса.
Связь между функциями Гиббса и Гельмгольца.
Характеристические термодинамические функции.
Как определить возможность и направление протекания самопроизвольного процесса в данной системе? — Как определить предел протекания процесса и охарактеризовать состояние равновесия? — Как через производные характеристических функций получить другие термодинамические параметры, характеризующие данную систему и процесс?
Свойства функций Гиббса и Гельмгольца.
Влияние температуры. Уравнения Гиббса-Гельмгольца (уравнения минимальной и максимальной полезной работы). — Влияние давления.
Приведенная функция Гиббса.
Химический потенциал.
Растворы, идеальные и реальные. Сольватация.
Парциальные молярные величины.
Термодинамические признаки идеального раствора. Регулярные и атомические растворы.
Химический потенциал.
Уравнения Гиббса-Дюгема.
Методы определения парциальных молярных величин.
Аналитический метод. — Графические методы. — Метод мафического дифференцирования. — Метод отрезков. — Графическое определение парциальной молярной величины одного компонента по известным значениям парциальных молярных величин второго
компонента.
Фугитивность.
Определение фугитивности.
При помощи объемной поправки реального газа. — Приближенный метод.
Активность.
Химическое равновесие.
Характеристики химического равновесия.
Закон действия масс и константа равновесия.
Способы выражения констант равновесия.
Константа равновесия гетерогенной реакции.
Смещение равновесия. Принцип Ле Шателье. Факторы, влияющие на константы равновесия.
Использование закона действия масс для расчета состава равновесной смеси и констант равновесия.
Уравнение изотермы химической реакции.
Зависимость равновесия от температуры. Уравнения изобары н изохоры химической реакции.
Зависимость равновесия от давления. Уравнение Планка.
Расчет химического равновесия.
Прямой расчет. — Косвенный расчет. — Пути расчета константы равновесия. — Метод Шварцмана-Темкина. — Использование приведенной функции Гиббса.
Третий закон термодинамики.
Формулировки и история.
Следствия из третьего закона.
Следствие первое. — Следствие второе. — Следствие третье. — Следствие четвертое.
Введение в термодинамику полимеризационных процессов.
Введение в статистическую термодинамику.
Статистический метод в термодинамике.
Основные понятия теории вероятностей.
Основные понятия статистической термодинамики.
Статистика Максвелла-Больцмана.
Связь энтропии и термодинамической вероятности.
Распределение Максвелла-Больцмана. Сумма по состояниям.
Свойства сумм по состояниям.
Выражение термодинамических величин через сумму по состояниям.
Пример вычисления суммы по состояниям для поступательного движения.
Введение в термодинамику неравновесных процессов.
Основные понятия неравновесной термодинамики.
Открытые системы. — Потоки и силы. Перекрестные явления. — Производство энтропии. Теорема Пригожина. — Стационарное неравновесие.
Линейная и нелинейная неравновесные термодинамики. Принцип локального равновесия.
Устойчивость стационарных состояний. Самоорганизация.
Фазовые равновесия.
Основные понятия.
Гетерогенное равновесие. Критерии равновесия в гетерогенной системе.
Правило фаз Гиббса.
Физико-химический анализ. Фазовые диаграммы. Некоторые методы фазового анализа.
Фазовое равновесие в однокомпонентных системах.
Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Полиморфизм.
Вывод уравнения Клапейрона-Клаузиуса. — Полиморфизм. — Фазовые переходы первого рода на атомном уровне.
Фазовые переходы второго рода. Уравнения Эренфеста.
Примеры фазовых переходов второго рода. — Термодинамика фазовых переходов второго рода. — Относительность классификации Эренфеста.
Фазовая диаграмма воды.
Фазовая диаграмма серы.
Термотропные жидкие кристаллы.
Классификация жидких кристаллов. — Смектические жидкие кристаллы. — Нематические жидкие кристаллы. — Холестерические жидкие кристаллы. — Дискотические жидкие кристаллы. — Полиморфизм жидких кристаллов. — Параметр порядка. — Особенности методов исследования фазовых переходов в термотропных жидких кристаллах.
Особенности фазовых переходов в наносистемах.
Особенности фазовых переходов в полимерах.
Структура полимеров. — Кристаллическое состояние полимеров. — Жидкокристаллическое состояние полимеров. — Жидкое фазовое состояние полимеров.
Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах.
Условия равновесия и графическое представление двухкомпонентных систем.
Растворимость.
О русской школе теории растворенного состояния (фрагмент статьи К.П. Мищенко «Значение работ М.С. Вревского в развитии теории
растворов»). — Растворимость газов в газах. — Растворимость газов в жидкостях. — Растворимость газов в твердых телах. — Взаимная растворимость жидкостей. — Растворимость твердых веществ в жидкостях. — Взаимная растворимость твердых веществ.
Равновесие жидкость-пар в двухкомпонентных системах.
Давление насыщенного пара над жидкостью в идеальных двухкомпонентных системах. — Первая система, компоненты которой
растворимы друг в друге при любых соотношениях. Закон Рауля. — Вторая система, компоненты которой абсолютно нерастворимы друг в друге. — Несовпадение составов жидкости и пара в идеальных двухкомпонентных системах. — Первая система, компоненты которой
растворимы друг в друге при любых соотношениях. Первый закон Коновалова Линия жидкости и линия пара. — Вторая система, компоненты которой взаимно нерастворимы друг в друге. Гетероазеотроп. — Давление насыщенного пара над жидкостью в реальных двухкомпонентных системах. — Первая система, компоненты которой растворимы друг в друге при любых соотношениях (реальная двойная двухфазная система). Отклонения от закона Рауля. Активность. Второй закон Коновалова. Азеотропные точки. — Тангенциальный азеотроп. — Особенности экспериментального исследования равновесия между жидкостью и паром. — Углубленно: термодинамический вывод законов Коновалова. — Вторая система, компоненты которой нерастворимы друг в друге (реальная двойная трехфазная система). Ограниченная растворимость. — Взаимосвязь диаграмм давление-состав и температура-состав. — Вид фазовых диаграмм при изменении температуры (давления). Законы Вревского. — Связь зависимостей температура-состав и функция Гиббса-состав. — Правило рычага. — Разделение жидких смесей. Перегонка. — График зависимости состава насыщенного пара от состава равновесной с ним жидкости. — Пример анализа фазовой диаграммы жидкость-пар.
Равновесие кристаллы-расплав в двухкомпонентных системах.
Кристаллизация в системах, компоненты которых в твердой фазе полностью растворимы. — Компоненты не образуют твердых соединений. — Компоненты образуют твердые соединения. — Кристаллизация в системах, компоненты которых полностью растворимы в твердой фазе, но обладают частичной растворимостью в жидкой. — Кристаллизация в системах, компоненты которых в твердой фазе ограниченно растворимы. — Системы, температуры плавления компонентов которых близки (системы с эвтектикой). — Системы с эвтектикой и образованием химических соединений. Дальтониды и бертоллиды. — Системы, в которых температуры плавления компонентов значительно различаются (системы с перитектикой). — Системы, с перитектикой и образованием химических соединений. — Кристаллизация в системах, компоненты которых в твердой фазе нерастворимы. — Компоненты не образуют стехиометрических соединений и полностью растворимы в жидкой фазе. — Эвтектическая остановка. Треугольник Таммана. — Уравнение кривой ликвидуса (уравнение Шредера-Ле Шателье). — Компоненты образуют стехиометрические соединения. — Компоненты в жидкой фазе ограниченно
растворимы. — Влияние давления на характер фазовых диаграмм кристаллы-расплав. — Двухкомпонентные системы с образованием
термотропных жидких кристаллов.
Равновесия в разбавленных растворах нелетучих веществ. Коллигативные свойства растворов.
Понижение давления пара над раствором. — Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации раствора. — Осмос. — Криоскопия, эбуллиоскопия, осмометрия. — Коллигативные свойства в растворах электролитов. Изотонический коэффициент.
Лиотропные жидкие кристаллы.
Трехкомпонентные системы.
Графическое представление трехкомпонентных систем.
Диаграмма жидкость-пар тройной системы без азеотропных точек.
Диаграмма кристаллы-расплав трехкомпонентной системы с тройной эвтектикой.
Кривые расслоения в трехкомпонентных жидких системах. Экстракция.