Химийн термодинамик: зөвшөөрөгдсөн буюу хориглодог

Ямар шатаалт вэ? Энэ нь хамгийн түгээмэл исэлдэлт, түлшийг хүчилтөрөгчтэй холбох явдал юм. Гэвч үнэн хэрэгтээ хүчилтөрөгчтэй харьцах нь бараг бүх бодисууд бөгөөд урвал эхлээгүй (мөн Бурханд талархал). Тиймээс зөвхөн урвалж бодис хангалттай биш, бусад нөхцөл байдлыг харгалзан үзэх шаардлагатай. Энэ бол химийн термодинамикийн асуудал юм.

Энэ шинжлэх ухаан бол маш энгийн бөгөөд нэг зэрэг түгээмэл байдаг бөгөөд энэ нь тохиолддог олон үзэгдлүүд болон үйл явцын олон тооны хувьд хэрэглэж болох юм ... эсвэл тохиолддоггүй. Энэ шинжлэх ухааны уян хатан бус хуулийг шийдэхийн тулд энд байна. Химийн термодинамикийн үндсэн ойлголтууд нь маш энгийн. Эйнштейний хэлснээр тэд эсэргүүцэж чадахгүй байна. Энэ ер бусын авъяаслаг эрдэмтэн энэ сансар ертөнцийн онолын хамгийн найдвартай онол гэдэгт итгэдэг.

Бид туршлагаас мэддэг учраас олон тооны химийн процессууд аяндаа явдаггүй. Эхний судлаачид өөрийн эхэлдэг олон урвал нь халалтаас үүсдэг болохыг ажигласан. Гэсэн хэдий ч, урвалын экзотермент болон түүний аяндаа үүсэх холбоог хоёрдмол утгагүйгээр холбох боломжгүй юм. Өндөр температурт эхлээд дулааны шингээлт явдаг тул урвал нь аяндаа эхэлдэг.

Юу болж байгааг ойлгох вэ? Байгалийн энерги багасгах хандлагатай байдаг уу? Бүх зүйл илүү төвөгтэй байдаг, химийн термодинамик гэдэг нь бидний эргэн тойрон хүрээлэн буй орчноо хамгийн бага энерги биш харин хамгийн их эмгэгийг мэдэрдэг! За, байгальд байгаа зарим хүмүүс эв нэгдэлтэй байдаг.

Энэ эмгэгийг нарийн тодорхойлж болох уу? Үүний тулд "энтропи" гэсэн ойлголтыг ашиглаж болно. Түүний химич, физикч нар "цаг хугацааны сум" хэмээн нэрлэгддэг. Яагаад? Энтропи ихсэх үйл явц нь аяндаа зөвхөн нэг чиглэлд явдаг учраас. Энэ нь тэдэнд эргэж буцалтгүй байдлыг өгдөг. Энэ бол химийн термодинамикийн үндэс суурь юм. Механик процессын ялгааг та харж болно. Жишээ нь, биллиардын бөмбөгнүүдийн хөдөлгөөнийг видео дээр буцааж хуулж болох бөгөөд энэ нь итгэх боломжтой болно. Гэхдээ хэрвээ зэврэлтийг зангидах эсвэл Бенгалын галаас яаж унахыг үзвэл, энэ нь үнэн биш болохыг та тэр даруй мэднэ, энэ нь тохиолдохгүй. Мэдээжийн хэрэг, энэ жишээ нь үнэмлэхүй гэж тооцогддоггүй боловч энтропийн өсөлт нь "цаг хугацааны сум" гэх мэт зүйл болдог.

Химийн термодинамик нь энтропийн түвшинг тодорхойлох төхөөрөмжийг боловсруулаагүй байгаа бөгөөд энэ нь тодорхой хэмжээгээр төсөөлөлтэй үзэл баримтлал юм. Гэхдээ үүнийг тооцоолж болно, учир нь энэ өөрчлөлт нь урвалын үед дулаан өөрчлөлтийг мэдэж байх хэрэгтэй бөгөөд энэ өөрчлөлт нь өөрчлөгдөх температур юм. Температурыг яагаад тооцдог вэ? Бөөмийн хурд нь температуртай маш нягт холбоотой бөгөөд эдгээр хурд нь илүү их эмх замбараагүй байдал, уншилт, энтропи юм.

Хамгийн эмх цэгцтэй бодис бол хий юм. Тиймээс хийн хэмжээ нэмэгдэж байгаа урвал нь энтропи ихэсдэг. Жишээлбэл, кальцийн карбонатын задрал. Гэвч энтропи нь устөрөгчтэй усыг хүчилтөрөгчөөс авах нь маш хэцүү байдаг.

Хэрэв бид Gibbs энергийг томъёогоор тооцоолвол энэ урвал өгөгдсөн температурт явагдах эсэхийг таамаглаж болно. Гэсэн хэдий ч, энэ нь эхлэлийг нь эхлүүлэхийн тулд магадлалтай, магадгүй катализатор эсвэл тусгай температурыг авах болно. Тооцоолол нь хэрэггүй бөгөөд тодорхой нэг хариуны "зөвшөөрөх" байдлыг илэрхийлдэг. Гэхдээ химийн термодинамик нь урвал "хориглогдсон" гэдгийг харуулж байгаа бол катализаторыг эрэлхийлэх хүртэл ямар ч цэг гарах аргагүй - энэ нь ажиллахгүй хэвээр байх болно.

Тодруулбал, шинжлэх ухаан нь физикийн салбар болох ерөнхий термодинамиктай нягт холбоотой бөгөөд эргэн тойронд байгаа олон төрлийн олон төрлийн үйл явцыг тайлбарладаг. Сонирхолтой хүмүүс олон үзэгдлийн шалтгааныг олж илрүүлэх бөгөөд энэ нь бусдын хувьд үргэлж нууцлаг хэвээр үлдэх болно. Термодинамик нь Бурхан оршин байдаг гэдгийг нотолж байна ...