Энергияның түрлері

Энергия дегенің жұ мыс істеу қ абілетілігі энергия формада кездеседі. Энергияның ә рбір тү рлі материя қ озғ алысының тү рімен сә йкес келеді.

1.потенциялдың энергия бө лшектерінің ө зара ә рекетеуә орнына пайда болады_м

2.Кинетикалық энергия бө лшектері қ озғ алу сандарынан немесе жылулық қ озғ алысының энергиясы Q_к=f(Т)

3. Ішкі энергия (Клаузис- И) И – кү й параметрінің экстенсивті қ асиетіне жатады, мә ні системалар зат мө лшеріне жатады.

И- қ ор энергияны айтады, оғ ан молекуланың айнамалу, тү су, тербемелі, қ озғ алыстын, атом жә не атом тобының ішкі молекуладағ ы тербелісінен атомдағ ы электроның

айналуынан яғ ни, молекула атом – ион, электрон, протон, нейтрон тағ ы басқ а қ ұ рап тұ рғ ан бө лшектердің қ озғ алысымен ә рекетусімен туратың энергия; И=Е_к+ Е n+E_m+E_д

Е _м- ішкі молекулалық энергия – дененің ішкі молекула бө лшектерінің ө з аракетусу энергиясы, ол молекуланың қ ұ рамымен қ ұ рлысымен сипаталады. Ол тек заттын химиялық ө згеріске ү шырағ анда ө згереді, кейде оны химиялық энергиядеп атайды.Е –ядро дененің ішкі ядронық бө лшектерінің ө з ара ә рекетесу энергиясы, ол тек ядролық ө згеріс кезінде пайда болады, ол физикалық - химиялық процестерде ядролық энергия тұ рақ ты

Адиабатааығ ы процесс - Q=0

Егер система қ оршағ ан орта мен жұ мысарқ ылы байланысты болсада яғ ни жұ мыс энергия алып, жұ мысістеп жылу бермейді жә не алмайтың процестерді айтады.

Қ азіргі кездегі білім дең гейі заттың химиялық жә не ядролық энергияның абсалюты мә нін шамалап та бағ алап алмайды, соң дық тан системаның ішкі энергиясының мә нін есептей алмайды сондық тан практикалық мақ саты энергиясы ө згерісінін ∆ U=U_2-U білседе жеткілікті

Энергия сыртан системағ а сің іріледі, ал кемісі энергия бө лінеді экзотермиялық реакцияда реагентің ішкі энергиясы ө німдердің ішкі энергиясының артық болғ андық тан сыртқ а ағ ылу тү рінде бө лінеді, ал эндотермиялық реакцияда ө німдердікі жоғ арғ а реагенттерге жетпейтін энергия сыртан сінірледі.

Термодинамикада зерттелетін объект термодинамикалық жү йе болып табылады.

Қ оршағ ан ортадан шын мә нінде немесе ойша бө лінетін зат не заттар тобын жү йе деп атаймыз. Реакциялық ыдыс, гальваникалық элемент т.б. жү йе деп атауғ а болады немесе егер денелер оны қ ұ райтын бө лшектер арасында жылу не зат алмасу болса жә не жү йе толығ ымен термодинамикалық параметрлермен сипатталса Бұ лдай жү йені термодинамикалық жү йе деп атаймыз. Жү йемен тура жә не жанама байланысты болатын барлық нә рсе қ оршағ ан орта деп аталады. Қ оршағ ан орта ө те ү лкен кө лем алады, ондағ ы жылу берулі мен қ абылдау қ оршағ ан ортағ а ә сер етпейді.

Қ оршағ ан ортамен ә серлесуіне байланысты жү йелер ашық, жабық жә не изоляцияланғ ан болып бө лінеді. Ашық жү йе деп қ оршағ ан ортамен энергия жә не зат алмасуы болатын жү йені айтады. Мысалы - ерітіндісі бар ашық колба, одан еріткіш ұ шып немесе қ оршағ ан ортадан жылынып немесе суынады. Жабық жү йе деп қ оршағ ан ортамен зат алмасу болмай теқ энергия жә не жұ мыс алмасуы болатын жү йені айтады. Мысалы: тығ ыз жабылғ ан колба. Изоляцияланғ ан жуйе деп қ оршағ ан ортамен зат алмасуы да, энергия алмасуы болмайтын жү йені айтады. Мысалы - термостаттағ ы химиялық реакция.

Жү йе гомогенді жә не гетерогенді болып бө лінеді. Бір фазадан тұ ратын жү йені гомогенді жү йе деп атайды. Бірнеше фазадан тұ ратын жү йені гетерогенді жү йе деп атайды. Мысалы: мү з - су, су - бензол. Беттік шекпен бө лінген, барлық нү ктелерінде бірдей физикалық қ асиеттерімен ө рнектелетін гетерогенді жү йенің бө лігін фаза деп атайды.

Жү йенің барлық физикалық жә не химиялық қ асиеттерінің жиынтығ ын жү йе кү йі деп атайды. Жү йе кү йін термодинамикалық параметрлер ө рнектейді, ол энергиямен ө лшенетін жү йенің интенсивті қ асиеттері. Интенсивті қ асиеттері деп массағ а байланысты болмай, жү йелер байланысқ анда (контактіде) тең елетін қ асиеттерін айтады. (Т, Р, Р, С, М). Массағ а байланысты жү йенің қ асиеттерін экстенсивті деп атайды. (V, m, C (жылу сыйымдылығ ы), U, H, S, A, G) темродинамикалық потенциал. Ө лшеуге кө нетін (интенсивті қ асиеттері) параметр - 0-лерді кү йдің негізгі параметрлері деп атайды. Ө лшеуге кө нбейтін (U, H, S, A, G) параметрді кү й параметрлерінің негізгі функциясы (кү й функциясы) деп атайды.

Кез-келген термодинамикалық жү йе ү зіліссіз қ озғ алыста жү рген атомдар мен молекулалардан тұ рады. Қ озғ алысты сандық жағ ынан сипаттайтын шама энергия болып табылады. Ішкі энергия жү йенің жалпы жиынтық энергиясын кө рсетеді. Ол сол жү йені қ ұ райтын барлық қ озғ алыс энергиясы мен бө лшектердің ө з ә серлесуінен тұ рады –

молекуалық қ озғ алыстың кинетикалық энергиясы, (полекулм) аралық бө лшектердің тартылу жә не тебілу энергиясы, молекула ішіндегі не химиялық энергия, электронның қ озу энергиясы ядро ішіндегі жә не сә уле энергиясы. Ішкі энергия шама, зат табиғ атына, оның массасына жә не жү йенің кү й параметріне тә уелді. Дж/моль мен ө рнектеледі. Заттың толық жиынтық эенергиясын анық тау мү мкін емес, себебі жү йені ішкі энергиясыз қ алдыруғ а болмайды, сондық тан т/д-да ішкі энергия ө згерісін қ арастырады ∆ -жү йе қ асиетінің соң ғ ы ө згерісі.

Тұ рақ ты қ ысым жағ дайындағ ы жү йенің энергиясын энтальпия дейміз, энтальпия ішкі энергия мен потенциалды энергияның қ осындысынан тұ рады.

Н = U + pν

Энталышя да, ішкі энергия сияқ ты кү й функциясы болып табылады. U, Р жә не V жү йенің қ асиеттері болып табылады. Химиялық реакцияларда жылу берілу тұ рақ ты қ ысымы да ж білудің қ ажет, ал U жү йе кө лем ө згерісін ескермейді. Н пен U арасындағ ы айырмашылық негізінде газдарда жақ сы білінеді.

ү ретін болғ андық тан, энтальпияның химияда ө те ү лкен маң ызы бар. Сондық тан Н

Δ Н = Нсоң - Нбаст.

Жү йеден қ оршағ ан ортағ а энергия берілуі жә не керісінше жү ру жылу (Q) жә не (W) ретінде ө теді. Жү йенің бір бө лігінен молекулалардың ретсіз қ озғ алыстың нә тижесінде екінші бө лігіне тасымалдайтын энергия тү рін жылу дейміз. Шекаралық бетке молекулалар соғ ылу нә тижесінде бір жү йеден екінші жү йеге берілетін энергия мө лшерін жылу мә лшері дейміз. Жылу процесспен байланысты, жү йе кү йімен емес, сондық тан Q кү й функциясы болмайды. Жылудың соң ғ ы мө лшерін Q деп белгілейді де, ө те аз жылуды - б Q. Жылу мө лшері (Дж).

Жү йеден қ оршағ ан ортағ а жә не керісінше жылу берілудің тү рін жұ мыс дейміз, яғ ни жұ мыс ө лшемі берілген энергияның сандық сипаттамасы. Жұ мыс та жылу сияқ ты процесспен байланысты. Жұ мыс та (Дж) ө лшенеді. Жылудан айырмашылығ ы энергия берілу молекулалардың белгілі бір бағ ытта ретті қ озғ алысының нә тижесінде жү реді

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Физикалық химияның бө лек пә н болып бө лінуі. Қ ашан басталды, оның дамуы?

2. Физикалық химияны дамуыны қ андай салымдар ең бек сің ірді?

3. Физикалық химия қ андай тараулардан тұ рады?

4. Химиялық термодинамика нені зарттейді, негігі ұ ғ ымдары қ андай?

5. Термодинамикалық жү йе тү рлері. Ондағ ы процестерді, жұ мыстарды сипатта

Ә дебиеттер:

1. Киреев В.А. Курс физической химии. – М.Химия, 1995 г., 6-10 с.

2. Страмберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.-Высшая шкла, 1993 г., 8-12 с.

3. Оспанов Х.Х. Физическая химия. – Алматы, 1999 г., 6-12 с.

4.. Жайлауов С. Физикалық химия. Алматы: Рауан, 1992

5. Болдырев А.И. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1983.

6.. Жайлау С.Ж., Кулажанова К.С. Физическая и коллоидная химия. – Алматы: Санат, 1999, с. 234.