Termodinamikai egyensúlyi számítások

KÉPGARANCIA: Alba Litera saját kép Szerkesztő: Rácz György Kiadó: Műszaki Könyvkiadó Kiadás éve: 1986 Oldalszám: 422 Kötés: Fűzött, keménytáblás Nyelv: Magyar Állapot: jó ISBN: 9631065294 Méret: 17 cm x 24,5 cm Napjainkban egyre nagyobb lendülettel igyekszünk a tudományokat hasznosítani. Ezt a törekvést nehezíti, hogy a tudományok egyre bonyolultabbak és szerteágazóbbak, adatkészleteik egyre hatalmasabbak. Egy-egy tudományterületen a tájékozódó joggal igényli az útbaigazítást, amelyet elsősorban példákon keresztül kaphat meg. A műszaki egyetemeken a fizikai kémia keretében a vegyipari műveletek és a technológiai eljárások megértéséhez szükséges termodinamikai, elektrokémiai és kinetikai ismereteket -- hogy csak a legfontosabbakat említsük -- oktatjuk. Emellett azonban a tantárgy egy különleges szemléletmódot is kialakít, amely képessé tesz arra, hogy egy bonyolult jelenség lényeges vonásait megragadjuk, és a jelenséget alapvetően meghatározó tényezőket megállapítsuk. Klasszikus példaként említhetjük az állapotfüggvényeket, amelyekről tudjuk, hogy megváltozásuk csak a kezdeti és a végállapot paramétereitől függ, de független az úttól, amelyen a változás bekövetkezik. Ez a szemlélet a fizikai-kémiai példákban is megmutatkozik. A példát mindig tömören fogalmazzuk meg: minden adatnak és utalásnak szerepe van a megoldásban. Egy példa megértése azt jelenti, hogy az adatokat ,,helyre tesszük", és már tudjuk, hogy közülük melyekkel kell számolnunk, melyek szerepelnek ott csupán az egyértelműség kedvéért, és esetleg felfedezzük, hogy bizonyos adatok még hiányoznak. Ez utóbbiakat táblázatokból keressük ki. A szerzőket e példatár írása közben az a gondolat vezette, hogy a fizikai kémia egy jól meghatározott körében, az egyensúlyok tanában az adatok forrásait és felhasználási lehetőségeit bemutassák. Bár nehéz határvonalat húzni az ,,életből ellesett" és a tantárgy logikája által kívánt magyarázó példák közé, mégis igyekeztünk az elsőként említett példafajtát előnyben részesíteni. Szemléletünk középpontjában áll a kémiai egyensúly. Ugyanolyan fontosnak tartjuk ezt, mint a közgazdászok a gazdasági, a katonák a stratégiai egyensúlyt. A termodinamika bizonyítja, hogy a folyamatok legjobb hatásfokkal egyensúlyi helyzetek sorozatán keresztül (reverzibilisen) játszódnak le. A reverzibilis folyamat ugyan csak ideális határeset, amelyet elérni sohasem tudunk, mégis segítségével a valóság sok vonását figyelhetjük meg, és eldönthetjük a leglényegesebbet: vajon egy elképzelt folyamat egyáltalán véghezvihető-e, és ha igen, legalább mennyi energia és anyag szükséges hozzá. Ebből a meggyőződésből fakad az, hogy időnként kristályosítással, hűtőgépekkel vagy galvánelemek kisütésével foglalkozunk példáinkban. Tisztában vagyunk azzal, hogy az anyag- és energiamérlegek felírásán kívül még sok egyéb (kinetikai, kollidikai, diffúziós stb.) kérdéssel találkozik az, aki egy valóságos folyamatot vizsgál, de mi ezektől most elhatároltuk magunkat. Az elméleti termodinamika fejlődése és a gyakorlati eredmények már az 1920-as évek elején világossá tették, hogy a további sikerek előfeltétele az, hogy a termodinamikai alapadatok a kutatók és a tervezők rendelkezésére álljanak. Azóta az adatbázis növekedése követte a technológiai fejlődést. Néhány területen, így a szénhidrogéniparban, a galváncellák és a permanens gázok esetében, a tüzeléstechnikában és az energetikában nagy a valószínűsége annak, hogy a kutató megtalálja a keresett adatot. Más esetben előfordulhat, hogy neki kell egy újabb adatot megmérnie. Mindkét esetben megnyugtató, ha az újonnan kikeresett vagy megmért tulajdonságról ki tudjuk mutatni, hogy az beleillik a már meglevő adatok rendszerébe. A termodinamika lehetőséget ad arra, hogy ilyesfajta, ún. jósági vizsgálatokat végezzünk. Talán sokak tapasztalatával egyezik a véleményünk, hogy mérni nehéz. Ezért nem érdektelen, ha egy mennyiséget más, könnyebben mérhető adatokból tudunk kiszámítani. Természetesen ezeket a módszereket és a vonatkozó összefüggéseket az elméleti tankönyvek tárgyalják, de reméljük, hogy a példák kapcsán az eljárások világosabbá válnak.