Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



По общей химии




Читайте также:
  1. II этап. Определение общей потребности в собственных финансовых ресурсах.
  2. Аксиома 1. Для создания и осуществления системной деятельности объект этой деятельности необходимо представлять моделью общей системы.
  3. Аксиома 3. Субъект системной деятельности необходимо представлять моделью общей системы.
  4. Аксиома 7. Объект и результат системной деятельности необходимо представлять одной моделью общей системы.
  5. АКТУАЛЬНОСТЬ ПСИХИАТРИИ ДЛЯ ВРАЧЕЙ ОБЩЕЙ ПРАКТИКИ И ДРУГИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ
  6. Архитектура персонального компьютера, многопроцессорной вычислительной системы с общей шиной и магистрального суперкомпьютера
  7. В настоящее время является одним из 3 главных разделов общей экологии (наряду с аутэкологией и демэкологией).
  8. В общей численности населения, млн. человек, 2007 г.
  9. В части производства в судах апелляционной инстанции по гражданским делам статьи ФКЗ о судах общей юрисдикции применяются с 1 января 2012 года
  10. Верх. суд республики, областной, краевой и равные им суды в системе судов общей юрисдикции. Полномочия суда.

1. Ставки подоходного налога для физических лиц.

2. Участник войны имеет в собственности 2 автомобиля (ВАЗ- 2109 и ГАЗ -2410). МРП на день уплаты налога составляет 1.031 тенге. Рассчитайте налог с транспортных средств этого налогоплательщика.

Задание 4

1. Ставки корпоративного подоходного налога.

2. Гражданин Николаев С. имеет в г. Алмате в частной собственности дом, общей площадью 90 кв. м и придомовой земельный участок (8 соток). Определите сумму земельного налога, если базовая ставка на придомовой земельный участок составляет 0,20 тенге за 1 кв. м, базовая ставка на земли, занятые жилищным фондом – 0,96 тенге за 1 кв. м.

 

Список литературы по теме:

Основная литературы:

1.Оспанов К.И. Основы права.: Учебное пособие. Изд.2-е, с дополнениями.- Алматы: Жеты жаргы, 2007г.

2. Конституция Республики Казахстан. Алматы, 2004.

Дополнительная литература:

3. Гражданский кодекс РК. Общая часть. 27.12.1994г.

4. Трудовой кодекс РК. 15.05.2007г.

5. Кодекс РК "О браке (супружестве) и семье"(введен в действие 18 января 2012 г.)

6. Кодекс РК «Об административных правонарушениях» 30.01.2001г.

7. Уголовный кодекс РК. 16.07.1997 г.

8. Экологический кодекс РК. 09.01.2007г.

9. Налоговый кодекс РК. 10.12.2008г.

10. Сапаргалиев Г. Конституционное право РК. Учебник. Алматы, 1998г.

11. Основы государства и права РК. Под ред. Г.Сапаргалиева. Учебник. Алматы,1999.

 

ОСНОВЫ

ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

И БИОЭНЕРГЕТИКИ

Учебное пособие

 

по общей химии

 

 

Астрахань

 

УДК 540

 

Основы химической термодинамики и биоэнергетики: Учеб. пособие по общей химии / Рябухин Ю.И., Каламбетова Л.С. / Астрахан. гос. техн. ун-т. – Астрахань, 2008. – с.

 

 

Химическая термодинамика изучает макроскопические химические системы (газообразные, жидкие и твёрдые вещества, растворы и др.) и процессы (реакции, фазовые превращения и др.) на основе законов взаимопревращения теплоты, различных видов работы и энергии

 

 

Печатается по решению

 

Табл. 1, рис. 4, библиогр.: назв. , приложение 1.

 

 

Рецензент:



 

© АГТУ, 2008

© Авторы, 2008

1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕРМОДИНАМИКИ

 

 

Термодинамикаизучает законы, которые описывают энергетические превращения, сопровождающие физические, химические и биологические процессы.

Переходы энергии из одной формы в другую, энергетические эффекты, сопровождающие различные химические процессы, а также условия самопроизвольного протекания процессов и пределы их протекания в данных условиях – всё это является предметом изучения науки, называемой химической термодинамикой.

Одним из основных понятий в термодинамике является физико-химическая система или (просто) система[*] – тело или группа взаимодействую­щих тел, фактически или мысленно выделяемых из ок­ружающей среды.

Гомогенная системаоднородная система, в кото­рой нет частей, различающихся по свойствам и разде­лённых поверхностями раздела. Например, воздух, вода, истинные растворы.

Гетерогенная системаразнородная система, со­стоящая из двух или более частей, отличающихся по свойствам, между которыми есть поверхность раздела, где свойства системы резко меняются (скачком). Например, молоко, кровь, смеси воды и льда, воды и масла.



Часть гетерогенной системы, которая имеет одинаковые свойства и отделённая границей раздела, называется фазой. Например, в молоке имеются 3 фазы: водная фаза – раствор солей, углеводов, белков и других веществ, в которой распределены две другие фазы, – мельчайшие капельки жидких жиров и мельчайшие частички твёрдых жиров.

Живые системы, существующие на Земле, — гетерогенные. Они всегда отделены от окружающей среды оболочкой, и, кроме того, внутри каждой живой клетки имеется множество раз­личных мембран – границ между её частями.

В зависимости от характера взаимодействия с окружающей средой различают системы изолированные, закрытые (замкнутые) и от­крытые.

Изолированная система характеризуется отсутстви­ем обмена энергией и веществом с окружающей средой. Например, термос.

Закрытая система обменивается с окружающей средой энергией, а обмен веществом исключён. Например, запаянная трубка, попеременно помещаемая в горячую и холодную среды, будет получать и отдавать энергию, но масса содержимого трубки будет оставаться постоянной.

Открытая система обменивается с окружающей средой энергией и веществом. Например, кипящая в чайнике вода получает энергию от пламени, а при испарении теряет часть своей энергии и массы.

Живой организм представляет собой открытую систему, жизнедеятельность которой невозможна без постоянного обме­на веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Абсолютно изолированных систем в природе нет.

В термодинамике принято различать три состояния систе­мы: равновесное, стационарное и переходное.

Термодинамическое равновесное состояние системы характеризуется постоянством свойств во времени в любой точке системы и отсутствием потоков веще­ства и энергии в системе.



Термодинамически равновесное состояние — это прежде всего устойчивое состояние системы. Для выведения системы из этого состояния необходим обмен энергией или веществом между сис­темой и окружающей средой. Важно различать состояния тер­модинамического равновесия и химического равновесия; послед­нее всегда имеет динамический характер, так как достигается в результате выравнивания скоростей обратимых процессов.

Стационарное состояние системы характеризуется постоянством свойств во времени, которое поддержива­ется за счёт непрерывного обмена веществом, энергией и информацией между системой и окружающей средой.

Для живого организма характерно стационарное состояние, а не равновесное, означающее для него смерть, так как прекраща­ются потоки вещества, энергии и информации между организмом и окружающей средой, обеспечивающие его жизнедеятельность.

Когда система переходит из одного равновесного или ста­ционарного состояния в другое, то она находится в переходном состоянии.

Переходное состояние характеризуется изменением свойств системы во времени.

Состояние системы характеризуется определённой совокуп­ностью физических и химических величин – параметров системы,– к которым относятся: масса (m), коли­чество вещества (число молей n), объём (V), температура (Т), давление (р), концентрация (с). Значение параметра можно из­мерить непосредственно.

Параметры системы разделяют на экстенсивные и интен­сивные.

Значенияэкстенсивных параметров пропорциональны числу частиц в системе (m, n, V).

Значения интенсивных параметров не зависят от числа частиц в системе (T, p, c).

Различие экстенсивных и интенсивных параметров чётко про­является при взаимодействии систем, когда значения экстенсив­ных параметров суммируются, а интенсивных – усредняются.

Для характеристики состояния системы, наряду с параметрами, используют функции состояния. Их значения рассчитывают по соответствующим формулам, исходя из значений параметров, описывающих данное состояние системы. Такой функцией яв­ляется, например, энергия.

Функции состояния системы - экстенсивные величины.

Значения параметров и функций состояния системы опре­деляются только состоянием системы. Поэтому при переходе системы из одного состояния в другое изменение (Δ) этих величин не зависит от пути перехода, а определяется лишь на­чальным и конечным состояния системы, то есть их значениями в этих состояниях.

 

Δ =

 

Переход системы из одного состояния в другое, сопровождающийся необратимым или обратимым изменением хотя бы одного параметра, характеризую­щего данную систему, называется процессом.

В отличие от состояния системы, которое характеризуется зна­чением параметра или функции состояния, характеристикой про­цесса является их изменение или постоянство, то есть значение Δ.

Процессы, в зависимости от изменения парамет­ров системы, разделяют на изотермические, изобарические, изохорические:

 

изотермический процесс Т = const, DТ = 0;

изобарический процесс р = const, Dр = 0;

изохорический процесс V = const, DV = 0.

 

Жизнедеятельность человека протекает при постоянстве температуры и давления, то есть при изобарно-изотермических условиях (р, Т = const).

Для описания движения материи в живых организмах, по мнению В.И. Слесарёва, необходимо знать величины трёх функций состояния: энергии, эн­тропии и информации.

Энергия (Е)количественная мера интенсивности раз­личных форм перемещения и взаимодействия частиц в системе, включая перемещение системы в целом и её взаимодействие с окружающей средой.

Единица измерения энергии – кДж/моль.

В зависимости от формы движения материи различают тепловую, элек­трическую, химическую, ядерную и другие виды энергии. Термо­динамика рассматривает превращение тепловой энергии в другие виды энергии – механическую, химическую, электрическую и т. д.

Дви­жение материи включает перемещение частиц, которое характе­ризуется кинетической энергией (Екин), и взаимодействие частиц, которое характеризуется потенциальной энергией (Епот).

Энергетическое состояние системы описывается такой функцией состояния, как внутренняя энергия.

Внутренняя энергия (U) представляет собой полную энер­гию системы, которая равна сумме потенциальной и ки­нетической энергии всех частиц этой системы, в том числе на молекулярном, атомном и субатомном уровнях:

U = Екин + Епот.

 

Внутренняя энергия не включает потенциальную энергию, обусловленную положением системы в пространстве, и кинети­ческую энергию движения всей системы в целом.

Внутренняя кинетическая энергия обусловлена тепловым хаотическим движением молекул, что непосредственно связано с температурой – с увеличением интенсивности этого движения температура тела возрастает.

Внутренняя потенциальная энергия обусловлена взаимодействием молекул друг с другом.

Абсолютное зна­чение внутренней энергии определить невозможно, так как любая термоди­намическая система материальна, а материя – с точки зрения её строения – неисчерпаема. Экспериментально можно определить изменение внутренней энергии (DU) при взаимодействии системы с окружающей средой. При этом взаимодействии обмен энергией может осуществляться в виде работы и теплоты.

Работа (А)энергетическая мера направленных форм дви­жения частиц в процессе взаимодействия системы с ок­ружающей средой.

Работа в термодинамике считается положительной (А > 0), когда она совершается системой против внешних сил окружающей сре­ды, при этом внутренняя энергия системы уменьшается (∆U < 0).

Теплота (Q)энергетическая мера хаотических форм дви­жения частиц в процессе взаимодействия системы с ок­ружающей средой.

В термодинамике теплота считается положительной (Q > 0), если она сообщается системе из окружающей среды, при этом внут­ренняя энергия системы увеличивается (∆U > 0).

Работа и теплота не являются свойствами системы, а харак­теризуют процесс обмена энергией системы с окружающей сре­дой, поэтому их величины зависят от пути процесса, по которо­му система перешла из одного состояния в другое.

Термины "работа" и "теплота" означают как сам процесс передачи энер­гии, так и величину передаваемой при этом энергии.

Для характеристики движения частиц в термодинамике, наряду с энергией, используется ещё одна функция состояния - энтропия.

Энтропия (S)термодинамическая функция, харак­теризующая меру неупорядоченности системы, то есть не­однородности расположения и движения её частиц.

Изменение энтропии системы в условиях термодинамически обратимого процесса равно отношению передаваемой теплоты к абсолютной температуре, при которой осуществляется данный процесс:

 

 

Единица измерения энтропии Дж/(моль∙К).

Факторы, влияющие на величину энтропии, описаны в разд. 3.

Энтропия является экстенсивным свойством системы, поэто­му изменение энтропии системы в результате какого-либо про­цесса равно разности энтропий конечного и начального состоя­ний системы, независимо от пути процесса:

 

DS = SконSнач.

 

Движение материи невозможно описать без таких термодина­мических характеристик, как энергия и энтропия. Если энергия ко­личественно характеризует интенсивность движения и взаимодей­ствия частиц в системе, то энтропия – мера неупорядоченности системы, то есть расположения и движения её частиц. Изменение энтропии в процессе превращения энергии из одного вида в другой характеризует величину рассеяния энергии при этом процессе. Чем больше DS, тем меньше коэффициент полезного дей­ствия (КПД) процесса. Именно этим объясняется низкий КПД (~ 40 %) при превращении тепловой энергии в электрическую. В то же время в гальваническом эле­менте, где химическая энергия окислительно-восстановительной реакции превращается в электрическую, КПД может достигать 98 %. В первом случае хаотическое движение частиц необходимо превратить в направленное, при этом происходит сильное изменение энтропии. Во втором случае направленное движение электронов и ионов, сопровождающее химическую ре­акцию, превращается в направленное движение заряженных час­тиц, то есть упорядоченность движения частиц сохраняется, и по­этому изменение энтропии незначительно, а следовательно, и рассеяние энергии незначительно.

Для полной характеристики движения частиц в системе наря­ду с энергией и энтропией вводится ещё одна функция состояния — информация.

Информация (I)мера организованности системы, то есть упорядоченности расположения и движения её частиц.

Информация выражается в битах, причём 1 бит информации эквива­лентен 10–23 Дж/К, то есть является очень малой термодинамической величи­ной.

Энтропия и информация являются статистическими характеристика­ми движения, описывающими его с противоположных сторон.

Для самоорганизующихся систем наряду с законами сохра­нения массы, электрического заряда, энергии (разд. 2) имеет место ещё один закон сохранения:

 

I + S = const.

 

При этом, конечно, обе величины измеряются в одинаковых единицах, а значение их суммы зависит от типа системы. Это соотношение означает, что энтропия есть мера недостатка ин­формации. При возрастании I убывает S и наоборот. Физический смысл этого закона: за полученную информацию система платит уменьшением своей энтропии, поэтому получение системой лю­бой информации всегда связано с возрастанием энтропии в ок­ружающей среде. Живые организмы – это высокоупорядоченные системы, содержащие колоссальное количество информации и, соответственно, обеднённые энтропией. Понятие "информация системы" тесно связано со структурой системы, поэтому целесообразно для характеристики соответствующих систем (нуклеиновые ки­слоты, белки, водные системы) использовать термин "структур­но-информационные свойства".

2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ

 

Первый закон (первое начало) термодинамики – это всеоб­щий закон природы, – закон сохранения и превращения энергии, соответствующий основному положению диалектического мате­риализма о вечности и неуничтожимости движения.

 


Дата добавления: 2015-01-01; просмотров: 10; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.021 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты