Образец варианта Вопросы к Коллоквиуму № 1

1. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа. Смесь идеальных газов. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. Уравнение с вириальными коэффициентами.

2. Предмет термодинамики. Термодинамические системы и их классификации. Термодинамические свойства (параметры). Интенсивные и экстенсивные параметры. Обобщенные координаты и обобщенные силы. Термодинамический процесс. Термическое равновесие системы. Закон транзитивности теплового равновесия. (Нулевой закон термодинамики). Температура. Температурные шкалы.

3. Внутренняя энергия. Теплота и работа как формы передачи энергии. Первый закон термодинамики. Функция состояния. Иллюстрации значения первого закона термодинамики для изучения биологических процессов.

4. Обмен энергии в форме работы. Работа различного рода. Работа расширения идеального газа. Равновесные, обратимые и неравновесные процессы. Максимальная работа.

5. Процессы при постоянной температуре, объеме, и давлении. Энтальпия. Адиабатный процесс.

6. Обмен энергии в форме теплоты. Теплоемкость и ее зависимость от температуры. Теория теплоемкости газов.

7. Тепловые эффекты химических реакций. Понятие о тепловом эффекте. Стандартные состояния и стандартные теплоты химических реакций. Закон Гесса и его следствия. Термохимические уравнения. Теплоты образования, сгорания, растворения.

8. Зависимость теплового эффекта химических реакций от температуры. Уравнения Кирхгофа. Энергии химических связей.

9. Второй закон термодинамики и его различные формулировки. Энтропия. Процессы равновесные и неравновесные. Теорема Карно-Клаузиуса и максимальный коэффициент полезного действия. Температура как интегрирующий множитель. Уравнение второго закона термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Некомпенсированная теплота Клаузиуса и работа, потерянная в необратимом процессе.

10. Изменение энтропии как критерий возможности самопроизвольного протекания процесса в изолированной системе. Изменение энтропии при химической реакции и фазовых переходах.

11. Постулат Планка. Вычисление абсолютного значения энтропии. Энтропия и вероятность. Статистическая интерпретация. Уравнение Больцмана.

12. Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Физический смысл энергии Гиббса и Гельмгольца. Стандартные условия термодинамических величин. Условия самопроизвольного протекания процессов.

13. Характеристические функции и их свойства. Уравнения Гиббса-Гельмгольца. Соотношения Максвелла и их использование для различных термодинамических расчетов.

14. Изменение термодинамических функций в открытых системах. Химический потенциал. Летучесть реальных газов.

15. Химическое равновесие. Закон действующих масс. Термодинамический вывод закона действующих масс. Различные виды констант (К_р, К_с, К_х) и связь между ними. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье-Брауна.

16. Химическое равновесие в идеальных и неидеальных системах. Представление о летучести и активности. Расчеты выходов химических реакций с помощью констант равновесия.

17. Уравнения изотермы, изобары и изохоры химической реакции. Зависимость констант равновесия от температуры. Уравнение Вант-Гоффа. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье-Брауна.

18. Термодинамические расчеты констант равновесия. Гетерогенные химические равновесия. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье-Брауна.

19. Адсорбционное равновесие. Изотерма, изобара, изохора адсорбции. Уравнение Ленгмюра и область его применимости.

20. Полимолекулярная адсорбция. Уравнение БЭТ и области его приложения. Использование уравнения БЭТ для оценки величины поверхности твердых тел. Хроматография и ее практическое применение.