Термодинамика — это наука, изучающая переходы энергии из одной формы в «другую, от одних частей системы — к другим, а также направление и пределы самопроизвольного протекания процессов.
Химическая термодинамика — область химии, изучающая энергетику химических процессов, возможности и условия самопроизвольного протекания химических реакций, а также условия установления химического равновесия.
Объектом изучения термодинамики является система, т. е. тело или совокупность тел, состоящих из множества молекул или атомов, образующих различные химические вещества, мысленно или фактически обособленных от окружающей среды.
Химические вещества, входящие в состав системы, являются её составными частями или компонентами. Системы могут быть одно-, двухи многокомпонентными.
Термодинамические системы делятся на гомогенные (однородные) и гетерогенные (неоднородные). Гомогенные системы, в отличие от гетерогенных, не имеют поверхности раздела между отдельными участками, т. е. являются однофазными.
Под фазой подразумевается совокупность однородных частей системы, имеющих одинаковый состав, строение, свойства отделенных от других частей системы поверхностью раздела или граничной поверхностью.
Термодинамические системы могут быть открытыми, закрытыми и изолированными. В открытых системах имеет место обмен с окружающей средой, как веществом, так и энергией. В закрытых системах обмен веществом с окружающей средой невозможен. В изолированных системах отсутствуют какие-либо формы обмена.
В ходе различных превращений система переходит из одного энергетического состояния в другое. То или иное состояние системы определяется или характеризуется термодинамическими параметрами.
Основными параметрами системы являются: объем, давление, температура и концентрация. Другие параметры, зависящие от основных параметров, называются термодинамическими функциями состояния системы.
В зависимости от того, какие параметры при переходе системы из одного состояния в другое остаются постоянными, процессы делятся на: изохорные (проходящие при постоянном объеме), изобарные (проходящие при постоянном давлении) и изотермические (проходящие при постоянной температуре).
При анализе химических процессов наиболее часто используют следующие термодинамические функции состояния системы:
внутренняя энергия U и её изменение?? U при Vconst;
энтальпия (теплосодержание) Н и её изменение?? Н при Р const;
энтропия S и её изменение?? S;
энергия Гиббса G и её изменение?? G при Рconst и Тconst.
Для функций состояния системы характерно то, что их изменение в химической реакции определяется только начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути или способа протекания процесса.
