Химическая термодинамика

Рабочим инструментом химической термодинамики являются характеристические функции (внутренняя энергия, энтропия, энтальпия, Энергия Гиббса, Энергия Гельмгольца) и уравнения, связывающие их друг с другом и с параметрами, определяющими внешние условия, в которых находится система. Как правило, они получаются на основе экспериментального исследования свойств веществ термодинамическими методами, такими, как калориметрия, метод электродвижущих сил. С помощью характеристических функций формулируются условия равновесия и устойчивости систем, определяются количественные характеристики равновесных состояний и направления осуществления химических процессов. Использование понятий и методов термодинамики неравновесных процессов позволяет определять потоки тепла и вещества для открытых систем с учетом скоростей химических превращений. Будучи наукой феноменологической, термодинамика играет в физической химии двоякую роль. Она позволяет, с одной стороны, на основе общих принципов разделить все мыслимые процессы в химических системах на возможные и невозможные и дает ясные критерии такого разделения. С другой стороны, термодинамика позволяет получать соотношения, в которые входят измеряемые на опыте величины, и с помощью этих соотношений рассчитывать характеристики исследуемых систем, а также предсказывать, какие из соединений будут перспективными для решения прикладных задач. Важное направление химической термодинамики — количественные расчеты равновесного состава сложных многокомпонентных систем (например, высокотемпературных сверхпроводников), расчеты диаграмм фазового равновесия, многопараметрическая оценка перспективного топлива и энергоносителей.