Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.students.chemport.ru/materials/physchem/vepc.doc Дата изменения: Thu Jan 15 18:05:22 2009 Дата индексирования: Mon Oct 1 21:58:04 2012 Кодировка: koi8-r

Вопросы к экзамену по физической химии (термодинамика) для студентов III
курса Химического факультета МГУ (весна 2004 года)
1. Термодинамический метод, термодинамические переменные и их
классификации. Постулат равновесия. Функции состояния и функции пути.
Теплота и работа различных процессов. Абсолютная температура.

2. Уравнения состояния идеального и реальных газов. Уравнение Ван-дер-
Ваальса и его анализ. Вириальные уравнения. Теорема о соответственных
состояниях и ее трактовка в классической и статистической
термодинамике.

3. Первый закон термодинамики. Его формулировка и следствия. Внутренняя
энергия и ее свойства. Энтальпия. Вычисление внутренней энергии и
энтальпии из опытных данных

4. Закон Гесса. Различные способы расчета теплот реакций. Стандартные
теплоты химических реакций. Энтальпии образования химических
соединений.

5. Теплоемкости. Их определение в классической и статистической
термодинамике. Использование теплоемкостей для расчетов энергии,
энтальпии и энтропии.

6. Зависимость теплот химических реакций от температуры. Уравнение
Кирхгофа. Некалориметрические методы определения теплот реакций.

7. Второй закон термодинамики. Его формулировки. Обоснование второго
закона термодинамики (методы Карно-Клаузиуса, Каратеодори). Энтропия,
как функция состояния. Изменение энтропии при необратимых процессах.
Неравенство Клаузиуса, «потерянная работа» и «некомпенсированная
теплота».

8. Энтропия, ее вычисление и свойства. Тепловая теорема Нернста. Постулат
Планка и его ограничения. Формула Больцмана.

9. Математический аппарат термодинамики. Фундаментальное уравнение
Гиббса. Внутренняя энергия, как однородная функция объема, энтропии и
числа молей. Уравнение Гиббса-Дюгема. Термодинамические потенциалы.
Соотношения Максвелла и их использование при расчетах энергии,
энтальпии и энтропии. Уравнение Гиббса-Гельмгольца, его различные
формы и применение в термодинамике.

10. Химический потенциал. Его различные определения. Способы вычисления
изменений химического потенциала в термодинамике и статистической
термодинамике

11. Химический потенциал реальных газов и его расчеты по методу летучести
(фугитивности) Льюиса. Стандартные состояния и системы сравнения.

12. Характеристические функции (т/д потенциалы) и их свойства. Различные
формы записи условий термодинамического равновесия.

13. Условия фазового равновесия. Правило фаз Гиббса.

14. Условия мембранного равновесия. Осмос. Уравнение Вант-Гоффа.

15. Коллигативные свойства жидких растворов. Закон Рауля и его возможный
термодинамический вывод.

16. Криоскопические явления в идеальных и неидеальных растворах.

17. Идеальные растворы. Их определение в классической и статистической
термодинамике Энтропия смешения и ее расчет для решеточной модели
раствора.

18. Неидеальные растворы. Метод активностей Льюиса. Вычисление
коэффициентов активности из экспериментальных данных по давлению пара
компонентов раствора, криоскопическим данным.

19. Функции смешения, избыточные функции и термодинамическая классификация
растворов.

20. Различные отсчетные (стандартные) состояния для химического потенциала
(симметричная и несимметричная системы).

21. Уравнение Гиббса-Дюгема. Мольные (интегральные) и парциальные мольные
величины. Их определение для бинарных растворов. Взаимосвязь
парциальных мольных объемов для систем Н2О - C2H5OH.

22. Равновесие жидкость - пар в двухкомпонентных системах. Различные виды
диаграмм состояния. Азеотропные смеси. Законы Гиббса-Коновалова.

23. Правило фаз Гиббса. Его обсуждение и применение к диаграммам состояния
серы и фосфора. Энантиотропия и монотропия.

24. Правило фаз Гиббса и его применение к различным диаграммам состояния
бинарных систем.

25. Фазовые переходы первого рода. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Его
применение к процессам плавления, сублимации и испарения в
однокомпонентных системах (на примере Н2О).

26. Фазовые переходы второго рода. Уравнения Эренфеста.

27. Химические равновесия в закрытых системах. Условие химического
равновесия. Сродство химической реакции. Скорость производства
(производство) энтропии при химической реакции. Различные формы записи
констант равновесия и связь между ними. Закон действующих масс и его
термодинамический вывод.

28. Изотерма химической реакции. Стандартная энергия Гиббса химической
реакции.

29. Расчеты констант равновесия с использованием таблиц стандартных
значений термодинамических функций и приведенной энергии Гиббса.

30. Зависимость констант равновесия от температуры. Изобара Вант-Гоффа и
ее интегрирование.

31. Расчет равновесного состава и выходов продуктов при протекании
нескольких химических реакций (на примере реакции образования NH3, NO
из N2 и О2, гидрирования этилена).

32. Химические равновесия в растворах. Константы равновесия при различном
выборе стандартных состояний для участников реакции. Влияние инертного
растворителя на выход продуктов реакции.

33. Гетерогенные химические равновесия с образованием и без образования
твердых растворов.

34. Адсорбция и ее определения. Изотерма, изобара и изостера адсорбции.
Изотерма Лэнгмюра, ее анализ и области применимости.

35. Полимолекулярная адсорбция. Уравнение БЭТ и его применение для
определения поверхности твердых тел.

36. Основные постулаты статистической термодинамики. Метод ячеек
Больцмана. Фазовые «?» и «Г» пространства. Ансамбли Гиббса.
Микроканонический и канонический ансамбли Гиббса.

37. Энтропия в статистической термодинамике. (Формула Больцмана,
микроканонический ансамбль, канонический ансамбль).

38. Статистические суммы по состояниям и расчет с их помощью внутренней
энергии, энтропии, энергии Гельмгольца и энергии Гиббса.

39. Поступательная сумма по состояниям и ее вклады в термодинамические
функции. Формула Закура-Тетроде для энтропии идеального газа.

40. Теорема равнораспределения и область ее применимости. Применение к
теории теплоемкостей.

41. Колебательная сумма по состояниям. Теории теплоемкости Эйнштейна и
Дебая (без вывода).

42. Вращательные суммы по состояниям. Вклады вращательного движения в
термодинамические функции для модели жесткого ротатора. Электронная и
ядерная суммы по состояниям. Орто- и пара- водород. Электронная
составляющая теплоемкости атомарного хлора.

43. Статистическая теория реальных газов. Метод Урселла-Майер.
Статистическое рассмотрение вириального уравнения (без вывода).

44. Метод ячеек в статистической термодинамике жидкостей. Расчет энтропии
смешения в рамках решеточной модели раствора.

45. Статистический расчет константы равновесия в смеси многоатомных
идеальных газов. Сопоставление статистического и классического
термодинамического расчетов.

46. Теория дефектов кристаллов. Метод наибольшего слагаемого при расчете
суммы по состояниям.

47. Основные постулаты термодинамики необратимых процессов. Производство
энтропии. Линейные законы. Связь между сродством и скоростью
химической реакции. Теорема Пригожина. Критерий самопроизвольного
протекания процесса.

48. Перекрестные явления и их описание в линейной термодинамике
необратимых процессов. Соотношения Онзагера. Принцип Кюри.