Применение термодинамики к химическому равновесию рассмотрим на примере взаимодействия веществ в растворах.
Раствором называется однородная (гомогенная) система, состоящая как минимум из двух компонентов, все термодинамические свойства которой имеют одинаковое значение в любой точке раствора.
Молекулярно-кинетическая теория газов дает уравнение, связывающее среднюю энергию частицы с температурой:
&hide_Cookie=yes)
Это означает, что при T = const средняя энергия каждой из N частиц, составляющих систему, имеет вполне определенную и одинаковую величину. Так ли это на самом деле? Предположим, что в начальный момент времени энергия всех N частиц, составляющих жидкую или газовую систему, при T = const одинакова. Тепловое движение частиц, определяемое температурой, носит хаотический характер. Это, в свою очередь, приводит к беспорядочному столкновению частиц, при этом одни частицы ускоряются, другие - замедляются подобно шарам на бильярдном столе. Следовательно, в любом случае будет происходить перераспределение энергии между входящими в систему частицами.
Иными словами, поскольку случайные события подчиняются вероятностным законам, то через некоторое время в системе из N частиц будет наблюдаться некоторое равновесное распределение частиц по энергии.
Больцман и Максвелл (1860) в своих работах показали, что равновесное распределение существует и носит вполне определенный харак-
тер. Графическая иллюстрация подобного распределения по энергиям показана на рис. 4.1.
&hide_Cookie=yes)
Рис. 4.1. Кривая распределения Максвелла-Больцмана по кинетическим энергиям при Т = const
К этой характерной кривой распределения мы неоднократно будем возвращаться при обсуждении ряда вопросов термодинамики и кинетики, тем более что она отражает важнейшее свойство естественных закономерностей - их вероятностный характер.