Ქიმიური თერმოდინამიკა: დაშვებული ან აკრძალულია

რა იწვის? ეს არის ყველაზე გავრცელებული ჟანგვითი, ჟანგბადის საწვავის კავშირი. მაგრამ სინამდვილეში ჟანგბთან შეხება თითქმის ყველა ნივთიანია და რეაქცია არ იწყება (და მადლობა ღმერთს). ასე რომ, რეაგირებისთვის საკმარისი არ არის, აუცილებელია სხვა გარემოებების გათვალისწინება. ეს არის რა ქიმიური თერმოდინამიკა შეშფოთებულია.

ეს მეცნიერება ძალიან მარტივია და, ამავე დროს, ერთ-ერთი ყველაზე საყოველთაოა, შეიძლება გამოყენებულ იქნას მრავალფეროვანი ფენომენი და პროცესი, რომელიც მოხდება ... ან არ მოხდეს. აქ არის ამ მეცნიერების მოუქნელი კანონების გადაჭრა. ქიმიური თერმოდინამიკის ძირითადი ცნებები ძალიან მარტივია. ისინი არ ჩანს, რომ აინშტაინის მიხედვით უარყოფენ. ეს უჩვეულოდ ნიჭიერი მეცნიერი მიიჩნევს, რომ ეს არის სამყაროს თეორიები ყველაზე საიმედო.

როგორც ჩვენ ვიცით გამოცდილება, ბევრი ქიმიური პროცესების ვერ სპონტანურად. პირველი მკვლევარები შენიშნეს, რომ ბევრი რეაქცია, რომელიც თავისთავად იწყება, ხდება სითბოს გათავისუფლებით. თუმცა შეუძლებელი იყო რეაქციის ეგზოთერმიურობა და სპონტანურად შეუსაბამობა. იმის გამო, რომ არსებობს რეაქციები, რომლებიც იწყება მაღალ ტემპერატურებზე და სითბოს შეწოვის დროს, ხოლო რეაქციები სპონტანურად იწყება.

როგორ უნდა გავიგოთ, რა ხდება? ბუნება განაპირობებს ენერგიის შემცირებას? ყველაფერი გაცილებით რთულია, ქიმიური თერმოდინამიკა ამბობს, რომ სინამდვილეში გარემოს ჩვენს ირგვლივ მინიმუმ ენერგია არ მოსწონს, მაგრამ მაქსიმალური დაბნეულობა! კარგად, ზოგიერთ ადამიანს ბუნებაში სოლიდარობა აქვს.

შესაძლებელია თუ არა უწესრიგობის აღწერის უნარი? გამოდის, რომ ამ მიზნით, კონცეფცია "ენტროპია" გამოიყენება. მისი ქიმიკოსები და ფიზიკოსები პოეტულად უწოდებენ "ისარი დროის". რატომ? მას შემდეგ, რაც პროცესები იზრდება ენტროპიის სპონტანურად წავიდეთ მხოლოდ ერთი მიმართულებით. ეს კი მათ შეუქცევადობას აძლევს. ეს არის ქიმიური თერმოდინამიკის საფუძველი. თქვენ ხედავთ განსხვავებას მექანიკური პროცესებიდან. მაგალითად, ბილიარდის ბურთების გადაადგილება შეიძლება გადალახოს ვიდეოზე - და ეს გამოიყურება დამაჯერებლად. მაგრამ თუ ხედავთ, თუ რა ჟანგი ტოვებს ფრჩხილებს ან ბალახს, მაშინვე გაიგებთ, რომ ეს ასე არ არის, ეს არ მოხდება. რასაკვირველია, ეს მაგალითი აბსოლუტური არ არის, მაგრამ ენტროპიის ზრდა ნამდვილად ხდება "დროის ისარი".

ქიმიური თერმოდინამიკა არ განვითარდა მოწყობილობა, რომელიც განსაზღვრავს ენტროპიის დონეს, გარკვეულწილად სპეკულაციური კონცეფციაა. მაგრამ შესაძლებელია გამოთვალოთ ეს, ამისათვის საჭიროა იცოდეთ რეაქციის დროს რეაქციის ცვლილება და ტემპერატურა, რომლის დროსაც ეს ცვლილება ხდება. რატომ არის გათვალისწინებული ტემპერატურა? ფაქტია, რომ ნაწილაკების სიჩქარე ძალიან მჭიდროდ არის დაკავშირებული ტემპერატურაზე და უფრო მეტი ამ სიჩქარეები, უფრო ქაოსი, წაკითხული, ენტროპია.

ყველაზე ქაოტური ნივთი არის გაზი. აქედან გამომდინარე, რეაქცია, რომელშიც გაზის მოცულობა იზრდება, იზრდება ენტროპიის გაზრდა. მაგალითად, კალციუმის კარბონატის დაშლა. მაგრამ წყალბადის მქონე ჟანგბადიდან წყალი ძალიან რთულია, რადგან ენტროპია მცირდება.

თუ გამოვიყენებთ გიბსის ენერგიის ფორმულას , მაშინ შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ ეს რეაქცია გადის მოცემულ ტემპერატურაზე. თუმცა, შეუძლებელი იქნება ზუსტად გაირკვეს, ალბათ, იმისათვის, რომ დაიწყოს იგი, ის მიიღებს კატალიზატორს ან განსაკუთრებულ ტემპერატურას. გამოთვლები არ არის უსარგებლო, ისინი მიუთითებენ კონკრეტული რეაქციის "დასაშვებობას". მაგრამ თუ ქიმიური თერმოდინამიკა გვიჩვენებს, რომ რეაქცია "აკრძალულია", მაშინ კატალიზატორის ძიების გადალახვაც კი არ არის, მაგრამ ის მაინც არ იმუშავებს.

მეცნიერება აღწერილია მჭიდროდაა დაკავშირებული ზოგადი თერმოდინამიკა, რომელიც არის ფიზიკის ფილიალი და ახსნილია მსოფლიოს სხვადასხვა სახეობის მრავალი პროცესი. ცნობისმოყვარე ხალხი აღმოაჩენს მრავალი ფენომენის მიზეზებს, რომლებიც სხვებისთვის ყოველთვის საიდუმლოდ რჩება. ისინი ამბობენ, რომ თერმოდინამიკაც ადასტურებს ღვთის არსებობას ...