Глоссарий

№	Русс/каз/англ.	Пояснение
1	Изохорный процесс	Процесс происходит при постоянном объеме
	Изохорлық процесс
	Icochoreprocess
2	Энтропия	Является функцией системы
	Энтропия
	Entropy
3	Характеристические функции	Определяют термодинамические свойства системы
	Характеристикалық функциялар
	Description junction
4	Обратимые процессы	Рассматриваемая система возвращается в исходное состояние
	Қайтымды процесстер
	Conerhible process
5	Изолированная система	Не происходит никаких взаимодействий с окружающей средой
	Оқшауланған жүйе
	Isolation systems
6	Необратимые процессы	В рассматриваемой системе процесс идет до конца
	Қайтымсыз процесстер
	Vnconverlible process

Литература:

Основная:

2. Пащенко А.А. Физ. химия силикатов. – М.: «Высшая школа», 1986. – 368 с. Дополнительная:

2. Киреев В.А. Краткий курс физической химии – М.: «Химия», 1978. – 622 с.

Лекция № 4 «Равновесное состояние»

Краткое содержание лекции

Равновесным состоянием называется такое термодинамическое состояние системы, которое не изменяется во времени, причем эта неизменяемость не обусловлена протеканием, какого-либо внешнего процесса. Конечно, неизменяемость во вре­мени относится к постоянным внешним условиям существования системы, так как при изменении последних равновесие может в той или другой степени смещаться.

Положение равновесия всегда зависит от внешних условий. Так как внешние условия не могут сохраняться постоянно неизменны­ми, следовательно, равновесие рано или поздно смещается или нарушается: «Всякое равновесие лишь относительно и временно», «...абсолютного покоя, безусловного равновесия не существует. От­дельное движение стремится к равновесию, совокупное движение снова нарушает равновесие».

Существуют различные виды равновесных состояний. Мы оста­новимся здесь преимущественно на важнейшем для нашего кур­са — устойчивом равновесии.

При устойчивом равновесии любые состояния, смежные с ним, являются менее устойчивыми, и переход к ним из состояния устойчивого равновесия всегда связан с необходимостью затра­ты работы извне.

При устойчивом равновесии всякое бесконечно малое воздей­ствие, совместимое с наложенными условиями, вызывает только бесконечно малые изменения в состоянии системы. Оно не может вызвать течения необратимых процессов. По прекращении такого воздействия система стремится вновь восстановить прежнее состояние.

Для устойчивого равновесия характерно также то, что к нему принципиально можно подойти с двух противоположных направ­лений.

Статистическая механика показывает, чторавновесное состояние, к которому согласно второму началу, как к пределу стремится всякая термодинамическая система, является состоянием, наиболее вероятным в данных условиях по сравнению с любым смежным с ним состоянием.

Устойчивое равновесие является динамическим по характеру. Равновесное состояние сохраняется во времени не вследствие от­сутствия или прекращения процесса, а вследствие протекания его одновременно в двух противоположных направлениях с одинако­вой скоростью. Именно равенство скоростей прямого и обратного процессов является причиной сохранения системы без изменения во времени (при неизменности внешних условии).

Перейдем теперь к вопросу о различной степени устойчивости состояний равновесия.

В термодинамических системах различной степени устойчивости состояния соответствуют различные уровни положения минимума на кривой рис.3.

Рис.3. Изменение изобарного потенциала произвольном процессе

Состояние, которому отвечает более низкое положение минимума (), будет термодинамически более устойчивым по сравнению с состояниями, которым отвечают более высокие положения минимума (и), и переход из первого положения в другие требует затраты работы. Поэтому состояние (), является наиболее устойчивым для данных условий существования системы. В состоянии (и) же система обладает меньшей термодинамической устойчивостью.

Степень устойчивости разных состояний в физико-химических системах может быть весьма различной. Состояния, отвечающие небольшой относительной устойчивости, называются метастабильными. Обычными примерами метастабильных состоя­ний могут служить состояния пересыщенного пара, пересыщенного раствора, переохлажденной жидкости и т. д. Переход в более устойчивые состояния может быть вызван в этих системах весьма слабыми воздействиями. Так, можно вызвать кристаллизацию растворенного вещества из пересыщенного раствора, внеся неболь­шой кристаллик растворенного вещества.

Вещества в метастабильном состоянии могут сохранять истин­ное (динамическое) равновесие между различными частями систе­мы. Например, переохлажденная вода находится в динамическом равновесии со своим насыщенным паром (при—15 °С давление его равно 1,429 мм рт. ст.). Но так же, как и сама вода, этот пар находится в метастабильном состоянии, являясь пересыщенным по отношению ко льду, давление насыщенного пара которого при этой температуре равно 1,238 мм рт. ст. Такие равновесия называются тоже метастабильными.