Загальна характеристика розчинів
Неможливість вічного двигуна
Навіть в самій сучасної високопродуктивної машини частина теплоти не може бути перетворена в роботу. Щоб це здійснити, потрібна машина, яка працює в межах температури теплоприймача і більш низької температури теплоотдатчика.
Значить, неможливо побудувати двигун, в якому робоче тіло здійснювало б роботу, вступаючи в теплообмін з одним тільки, і при-ніж єдиним, джерелом теплоти, тобто не можна здійснювала-вити вічний двигун другого роду. З цього формулювання логічно випливає наступна: не можна перетворити теплоту будь-якого тіла в роботу, не чинять ніякого іншого зміни, крім охолодження цього тіла. Це доводить одне: що неможливо за допомогою кругового ізотермічного процесу провести роботу. Спробуємо сформулювати нездійсненність вічного двигуна першого роду. Її можна розглядати двояко: з одного боку, «роботу не можна створити з нічого», з іншого боку, «роботу не можна перетворити в ніщо». Хаотичний тепловий рух частинок більш імовірно, ніж їх спрямований рух. «Поява» теплоти завжди знаменується перетворенням енергії в малоефективну форму. Імовірність того, що молекули, які рухаються хаотично, отримають певну орієнтацію, незначна. Якби це існувало насправді, то призвело б до появи спрямованої сили, здатної здійснювати роботу. Тому перехід без обмежень теплоти в роботу неможливий, хоча робота може перейти в теплоту цілком. Отже, за відсутності теплоприемника запас енергії теплоотдатчика не може бути використаний. Не можна використовувати безмежні запаси енергії повітря, морів, океанів і т. Д.
Розчини - термодинамічно стійкі системи змінного складу, складаються не менше ніж з двох компонентів і продуктів їх взаємодії. Це дисперсні системи, що складаються з дисперсної фази і дисперсійного середовища. Розрізняють дев'ять систем (табл. 1):
Т - тверде тіло;
Існують рідкі, газові та тверді розчини. Розчини відрізняються від хімічних сполук тим, що їх склад може змінюватися безперервно. Як і будь-яка хімічно рівноважна в даних умовах система, розчини повинні володіти мінімумом вільної енергії Гіббса. За своїм агрегатним станом дисперсні системи можуть бути: газоподібними, рідкими, твердими; за ступенем дисперсності - взвесями, колоїдними і істинними розчинами. Суспензії - гетерогенні системи, нестабільні в часі. Частинки їх дуже малі і зберігають всі властивості фази. Суспензії розшаровуються, причому диспергована фаза або випадає у вигляді осаду, або спливає в залежності від співвідношення щільності. Приклади: туман (рідина розподілена в газі), суспензія (тверде тіло - рідина), емульсія (рідина - рідина, C2 H5 OH + H2 O - етиловий спирт і вода).
В істинному розчині розподілене в середовищі речовина дисперговані до атомного або молекулярного рівня. Приклади численні: газоподібний розчин - повітря, що складається з головного компонента азоту - 78% N2; сплави, що представляють собою тверді розчини, наприклад, мідні Cu - Zn, Cu - Cd, Cu - Ni і ін.
Колоїдні розчини - мікрогетерогенні системи, займають проміжне положення між істинними розчинами і суспензіями. Розчини складаються з розчиненої речовини і розчинника. Розчинником вважають той компонент, який переважає в розчині. Властивості розчинів залежать від концентрації. Розглянемо способи вираження концентрації розчинів.