3.3. Основы физикохимии композиционных сред. Современная равновесная термодинамика

3.3.1. Основные понятия. (2 часа)

Термодинамические системы. Равновесные и неравновесные системы. Температура, теплота и работа. Количественные газовые законы. Состояния вещества и уравнение Ван дер Ваальса.

3.3.2. Первое начало термодинамики. (2 часа)

Природа теплоты. Первое начало термодинамики: сохранение энергии. Простейшие приложения первого начала термодинамики. Термохимия. Сохранение энергии в химических реакциях Степень полноты реакции. Химическая переменная.

3.3.3. Второе начало термодинамики. (2 часа)

Абсолютная шкала температур. Второе начало и понятие энтропии. Энтропия в обратимых и необратимых процессах. Изменения энтропии, обусловленные фазовыми переходами. Энтропия идеального газа.

3.3.4. Роль энтропии в химических реакциях. (2 часа)

Химический потенциал и химическое сродство – движущая сила химических реакций. Производство энтропии, обусловленное диффузией. Общие свойства энтропии.

3.3.5. Принципы экстремумов и общие термодинамические соотношения. (2 часа)

Принципы экстремумов и второе начало термодинамики. Общие термодинамические соотношения. Свободная энергия Гиббса образования соединений и химический потенциал. Соотношения Максвелла. Экстремальные свойства и парциальные молярные величины в многокомпонентных системах. Поверхностное натяжение и капиллярные явления.

3.3.6. Основы термодинамики газов, жидкостей и твердых тел. (2 часа)

Термодинамика идеальных газов. Термодинамика реальных газов. Термодинамические величины и соотношения для чистых жидкостей и твердых тел.

3.3.7. Фазовые переходы. (2 часа)

Фазовое равновесие и фазовые диаграммы. Правило фаз Гиббса и теорема Дюгема. Двухкомпонентные и трехкомпонентные системы. Построение Максвелла и правило рычага. Фазовые переходы.

3.3.8. Растворы. (2 часа)

Идеальные и неидеальные растворы. Коллигативные свойства. Растворимость в условиях термодинамического равновесия. Функция смешения и избыточные функции. Азеотропия.

3.3.9. Химические превращения. (2 часа)

Превращение вещества. Скорость химических реакций. Химическое равновесие и закон действующих масс. Принципы детального равновесия. Производство энтропии в химических реакциях.

3.4. Физико-химические основы поверхностных явлений

3.4.1. Сорбция и ее виды. (2 часа)

Свободная поверхностная энергия. Сорбция и ее виды. Абсорбция. Адсорбция. Молекулярная адсорбция из растворов. Адсорбция ионов из растворов. Ионообменная адсорбция. Адсорбция на неподвижных и подвижных поверхностях. Поверхностно-активные вещества.

3.4.2. Смачивание и растекание. (2 часа)

Термодинамические условия смачивания на фазовой границе с нулевой и ненулевой кривизной. Краевой угол – мера смачивания. Управление смачиванием. Особенности смачивания твердых тел жидкими металлами, полимерами, оксидами. Закономерности процессов растекания и пропитки.

3.5. Основы физикохимии дисперсных систем

3.5.1. Дисперсные системы и их классификация. (4 часа)

Классификационные признаки и классификация дисперсных систем. Лиофобные коллоидные растворы. Лиофильные коллоидные растворы. Структурообразование в растворах высокомолекулярных соединений. Возникновение связнодисперсных систем и их свойства.

3.5.2. Грубодисперсные системы. (2 часа)

Суспензии, эмульсии, аэрозоли.