3. Методы исследования фх.

Сейчас в ФХ используют три независимых метода исследования

- термодинамический

- статистический

- квантово-механический.

На начальном этапе развития данной дисциплины использовали лишь первый, который позволил получить большинство фундаментальных теоретических выводов. Этот метод основан на применении двух основных законов природы – закон сохранения и превращения энергии и закон рассеивания энергии. Эти законы позволили, не делая никаких допущения, получить ряд важных выводов о законах, которым подчиняются химические процессы. Особенность данного метода исследования заключается в том, что он не требует знания механизма изучаемого процесса и выяснения природы сил, вызывающих его. Это играло очень важную роль особенно в начальные периоды развития ФХ, когда представления о механизме превращений были еще очень неопределенными. Но и на современном уровне развития ФХ данный метод не потерял своего значения.

Метод статистической механики – это основной метод исследования второй половины 19 века. Он основывается на том, что изучаемые ФХ системы состоят из огромного числа частиц, находящихся в беспорядочном, хаотичном тепловом движении, которое дает возможность применять к их совокупности законы математической теории вероятности. В отличие от первого метода данный метод требует знания механизма изучаемых процессов.

Третий метод исследования возник в начале 20 века. Метод квантовой механики требует сложного математического аппарата. Многие важные физико-химические выводы были получены этим методом, особенно при расчетах химических равновесий и химической кинетики. Однако необходимо помнить, что для решения одной и той же задачи в некоторых случаях могут быть использованы различные независимые методы. Так же в ФХ используют также физические и химические экспериментальные методы исследования.

4. Предмет термодинамики.

Термодинамика – это базовый раздел ФХ, изучающий взаимные превращения теплоты и работы в равновесных системах и при переходе к равновесию. В термодинамике не обязательно знать механизм происходящих процессов, и скорость с которой они протекают, здесь важны лишь начальные и конечные состояния изучаемой системы, а не путь перехода системы из одного состояния в другое.

Термодинамические расчеты являются альтернативой дорогостоящему эксперименту, они позволяют сократить материальные и временные затраты при разработке новых материалов и технологических схем. С их помощью можно предсказать результат поведения веществ при очень высоких или низких температурах и давлениях.

Основным преимуществом термодинамики при решении прикладных задач является ее универсальность - объекты могут быть самыми разными, при этом способы прогнозирования их поведения оказываются одними и теми же.

5. Основные понятия химической термодинамики

5.1. Термодинамические системы.

Термодинамическая система – это часть материального мира, отделенная от окружающей среды реальными или воображаемыми границами и являющаяся объектом исследования термодинамики. Окружающая среда значительно больше по объему, и поэтому изменения в ней незначительны по сравнению с изменением состояния системы. В отличие от механических систем, которые состоят из одного или нескольких тел, термодинамическая система содержит очень большое число частиц, что порождает совершенно новые свойства и требует иных подходов к описанию состояния и поведения таких систем. Термодинамическая система представляет собой  макроскопический  объект.