Основные понятия термодинамики. Уравнение состояния идеального газа, уравнение Ван-дер-Ваальса. Закон соответственных состояний. Уравнения состояния для газов и жидкостей. Термические коэффициенты.
Первый закон термодинамики. Внутренняя энергия, тепло, работа, теплоемкость.
Первый закон в химии. Энтальпии реакций, энтальпии образования. Закон Гесса и закон Кирхгоффа. (Дополнение: Первый закон и уравнение Эйнштейна)
Второй закон термодинамики. Энтропия. Формулировки Первого и Второго законов термодинамики. (Дополнение: Историческая формулировка Второго закона. Цикл Карно)
Второй закон, термодинамические потенциалы. Условия термодинамического равновесия. Уравнения Гиббса-Дюгема, Гиббса — Гельмгольца, соотношения Максвелла. (Дополнение: Интегрирование фундаментального уравнения)
Химический потенциал. Электрохимический потенциал. Запись химического потенциала для идеальных и реальных газов. Стандартные химические потенциалы для газов. Фугитивность. Условия химического равновесия. Химическое сродство. Константа равновесия реакций с участием газов. Изотерма химической реакции.
Изобара химической реакции. Условия фазового равновесия. Условия мембранного равновесия. Правило фаз. Уравнение Клаузиуса — Клапейрона.
Диаграммы состояния однокомпонентных систем (вода, сера, фосфор, углерод). Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнения Эренфеста. (Дополнение: Детали вывода уравнения Эренфеста)
Основные понятия термодинамики растворов. Химический потенциал компонента в растворе. Закон Рауля и закон Генри. Выбор стандартных состояний для химического потенциала в растворе. Термодинамическая активность. Идеальный, регулярный и атермальный растворы.
Парциальные мольные и средне-мольные величины. Уравнения Гиббса-Дюгема-Маргулеса. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах (уравнения Шредера, Ван-Лаара и т.п.). (Дополнение: Терминология термодинамики растворов)
Фазовые и мембранные равновесия в двухкомпонентных системах (криоскопия, эбулиоскопия, осмос). Диаграммы p-x (T=const), отклонения от идеальности системе. Законы Коновалова. Диаграммы плавкости T-x (p=const).
Расслаивание. Зависимости G*-x (p,T=const) и диаграммы p-x (T=const), T-x (p=const) в двухкомпонентных систем. Химические равновесия в растворах. Константы равновесия для реакций в растворах при разном выборе стандартных состояниях. Изобара химической реакции. (Дополнение: Условие выпуклости и диаграммы состояния двухкомпонентных систем)
Константы равновесия химических реакций (продолжение). Расчет равновесных выходов продуктов. Как по энергии Гиббса судить о возможности протекания химических реакций? Третий закон термодинамики. Приведенный термодинамический потенциал, термодинамические таблицы.
Термодинамика адсорбции. Уравнение Гиббса. Изотермы Ленгмюра и БЭТ.
Термодинамика необратимых процессов. Производство энтропии. Линейные законы. Связь между сродством и скоростью химической реакции. Перекрестные явления. Принцип Кюри, соотношения Онсагера. Теорема Пригожина.
Правильно разомкнутая цепь. Гальванический элемент. ЭДС электрохимической цепи. Уравнение Нернста. Температурная зависимость ЭДС. Определение термодинамических характеристик химической реакций из измерений ЭДС. Таблица стандартных электродных потенциалов.
Активность в растворах сильных электролитов.
Основные понятия статистической термодинамики. Энтропия и термодинамическая вероятность. Метод ячеек Больцмана. Статистики Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака. Фазовое Г-пространство. Плотность вероятности в фазовом пространстве. (Дополнение: Каким образом распределения Бозе-Эйнштейна и Ферми-Дирака превращаются в распределение Больцмана?)
Плотность вероятности в фазовом пространстве (продолжение). Эргоидная гипотеза. Ансамбли. Микроканонический и канонический ансамбль. Связь между энтропией и плотностью вероятности. Суммы по состояниям Z и Q, связь с термодинамическими функциями.
Расчет сумм по состояниям для различных видов движения. Поступательная сумма по состояниям. Формула Закура — Тетроде. Электронная сумма по состояниям. Характеристические температуры.
Фазовое μ — пространство. Распределение молекул по скоростям и по энергиям в идеальном газе. Функция f(E) в Г- и μ — пространствах. Колебательная сумма по состояниям.
Вращательная сумма по состояниям. Ядерная сумма по состояниям. Заторможенное внутреннее вращение. Итоги статистических расчетов для идеальных газов. (Дополнение: Ядерные суммы по состояниям и учет изотопного распределения)
Расчет константы равновесия химической реакции методом статистической термодинамики. Равновесие пара-орто (1:3) водород. Закон равнораспределения. Теория теплоемкости атомных кристаллов Эйнштейна. Теория теплоемкости кристаллов Дебая. Конфигурационный интеграл.
Метод ячеек в статистической термодинамике жидкостей. Клеточный интеграл. Расчет энтропии смешения в рамках решеточной модели раствора. Парадокс Гиббса. Расчет конфигурационного интеграла для реальных газов (начало).
Расчет конфигурационного интеграла для реальных газов методом Урселла-Майера. Статистическое рассмотрение вириального уравнения и закона соответственных состояний.
