Термодинамика неравновесных процессов для химиков. Приложения к химической кинетике, катализу, материаловедению и биологии

В.Н. ПАРМОН

НАциОНАльНый исследОВАтельский уНиВеРситет
«НОВОсибиРский ГОсудАРстВеННый уНиВеРситет»
клАссический уНиВеРситетский учебНик

Допущено Советом по химии Учебно-методического объединения 
по классическому университетскому образованию 
в качестве учебного пособия для студентов, 
обучающихся по специальности 011000 «Химия»  
и по направлению 510500 «Химия»

теРМОдиНАМикА 
НеРАВНОВесНыХ 
ПРОцессОВ длЯ ХиМикОВ

с ПРилОЖеНиеМ к ХиМическОй киНетике,  
кАтАлиЗу, МАтеРиАлОВедеНиЮ и  биОлОГии

Â.Í. Ïàðìîí
Òåðìîäèíàìèêà íåðàâíîâåñíûõ ïðîöåññîâ äëÿ õèìèêîâ.
Ñ ïðèëîæåíèåì ê õèìè÷åñêîé êèíåòèêå, êàòàëèçó, ìàòåðèàëîâåäåíèþ è áèîëîãèè: Ó÷åáíîå ïîñîáèå / Â.Í. Ïàðìîí – Äîëãîïðóäíûé: Èçäàòåëüñêèé Äîì «Èíòåëëåêò»,
2015. – 472 ñ.

Ïðåäëàãàåìàÿ êíèãà ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé àäàïòèðîâàííûé äëÿ
ñïåöèàëèñòîâ-õèìèêîâ êðàòêèé êóðñ ñîâðåìåííîé òåðìîäèíàìèêè íåðàâíîâåñíûõ ïðîöåññîâ ñ ðàññìîòðåíèåì áîëüøîãî ÷èñëà
òèïè÷íûõ ïðîáëåì ôîðìàëüíîé õèìè÷åñêîé êèíåòèêè, êàòàëèçà, õèìè÷åñêîãî ìàòåðèàëîâåäåíèÿ è áèîõèìèè.  äîïîëíåíèå
ê òðàäèöèîííîìó èçëîæåíèþ òåðìîäèíàìèêè íåðàâíîâåñíûõ
ïðîöåññîâ, îãðàíè÷èâàþùåìóñÿ ðàññìîòðåíèåì ïðîòåêàíèÿ
õèìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèé òîëüêî âáëèçè òåðìîäèíàìè÷åñêîãî
ðàâíîâåñèÿ, â êóðñå äåìîíñòðèðóåòñÿ âîçìîæíîñòü î÷åíü ïðîäóêòèâíîãî ïðèìåíåíèÿ ôîðìàëèçìà òåðìîäèíàìèêè íåðàâíîâåñíûõ ïðîöåññîâ è äëÿ àíàëèçà ïðîòåêàíèÿ ñëîæíûõ õèìè÷åñêèõ
ïðåâðàùåíèé âäàëè îò òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ðàâíîâåñèÿ, â òîì
÷èñëå â óñëîâèÿõ íåïîëíîé èíôîðìàöèè î ìåõàíèçìå ýòèõ ïðåâðàùåíèé.
Êíèãà ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ñòóäåíòîâ, àñïèðàíòîâ è ïðåïîäàâàòåëåé êëàññè÷åñêèõ óíèâåðñèòåòîâ õèìè÷åñêèõ è áèîëîãè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé, âóçîâ õèìè÷åñêî-òåõíîëîãè÷åñêîãî ïðîôèëÿ, à òàêæå ñïåöèàëèñòîâ, çàíèìàþùèõñÿ èññëåäîâàíèåì
ñëîæíûõ õèìè÷åñêèõ ïðåâðàùåíèé, âêëþ÷àÿ êàòàëèòè÷åñêèå.
Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïîäãîòîâëåíî â ðàìêàõ ðåàëèçàöèè Ïðîãðàììû Ðàçâèòèÿ Íàöèîíàëüíîãî èññëåäîâàòåëüñêîãî óíèâåðñèòåòà
«Íîâîñèáèðñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò» (ÍÈÓ-ÍÃÓ).

© 2015, Â.Í. Ïàðìîí
© 2015, ÎÎÎ «Èçäàòåëüñêèé Äîì
«Èíòåëëåêò», îðèãèíàë-ìàêåò,
îôîðìëåíèå

ISBN 978-5-91559-189-8

ISBN 978-5-91559-189-8

 



!"!# $!%&&$


!"#$%"%&''"()*%+',*'-(.&'(.'/0
1)%."),."1(%%+%)%+02
2'*'-(.&')(,&3'%%. %.%402
.'."(*,2

"5


.6#67
89$:
767
;$

!"#$$

%" &$'
()"'''%*+,-.+*/.-01/2+,31+4-*+5
3,36+7.38+/,30,/9/:0/.-*3,+;
,-*3.36+.+4-*+<=0>../0-3*8+5

%,'$'

!"#$%&!'()
$"#$
%!"#$)!$"#
!"#$%&'()*++,'(-.+,(
!
!"#"$!%&& 

!"#$%&'(#&)!*+&!*&,.*&* !#(/*"$* "('* .!''$0
'!$%'$"$%'$* 12

 "33345


!"#$% &'()(#&'!*( (+,(,- !".
$ /"!0/*//%#,%#!

1&/'"234(,/%#,%&/*(#1/3& !"#$% &
'()(#&'!*( (+,(,- !".

/,( 2#%$ 56(""24$ %7(##%'
'$ %#& !"#&'(""%8"(%9"% %9"24#/#&(,!4

:( ,%9/"!,/*(#1%(#%$ 56("/(
$! !00(0;"%$ %&(1!<)/44/,/*(#1/4(!17/3= !'"("/5% /.&/>% (#1%'!>"+!?( !
905#%$ 56(""244/,/*(#1/4$ (' !)("/3


!"#$%&
$'



!"!#
!"#$%!&'()*!+,'
-".//&01"234
3&!-,'&5/3!&6' ,! /#

/!5!/7/'$!,',!*!/!/!.,.
 1"2' ,! /.

!"!"##
"

##!##$%



!"#$%&'($!"#$)#*#'#'(#+"+
,-!""+.#/$0)1$ !"##'.#'#2&3
'"'(14/5$%"#()$/#/1'"+



6)"41)&-!"7+.#/$
5%+1'%#8&3"1("91' "3'314




 
:;<;
=
>:1%"17&1'314&.)1/)$?1"7
'#5"4"(1)415"$(#4

 





!
!"#!!$#%&&' &"!$#()($*#+)&,#! 
 !"#$#%&!#'#(!))#'$*
'$+,*#)+%)#-#.%#$!"+)*/
"+$+0*$*1!'"*2%!+",*3


$+,*#)+%)+/4*"%#"*)!$*"+
*'"#%#'$56#.%!7!0/89*!.+%+4!$%&
70/.%#'$!3:*2"+$+0*$*1!'"*2%!+",*3
'#'2!4+4*.%!;%+9!)*3<0*)!3)&4*
#$)#'*$!05)#"+$+0*$*1!'"*2*)$!%4!7*+$#;




!"#$
!"#
"#$"%


%$$!%$&%!%$$!#

#%!#!
#%
"#$!#




'

'$

$(%%!#
=$+,*#)+%)+/4*"%#"*)!$*"+
70/.%#'$!3:*2"+$+0*$*1!'"*2%!+",*3<
)!0*)!3)&2#$)#'*$!05)#
"+$+0*$*1!'"*2*)$!%4!7*+$#;

!%%

$%!)%*" '
 '$


%#%%#! ''$


!

''$

=>=?)",**/.?)#;+
70/'2!4"+$+0*$*1!'"*2.%!;%+9!)*3<
0*)!3)&2#$)#'*$!05)#
"+$+0*$*1!'"*2*)$!%4!7*+$#;





='$#31*;#'$5'$+,*#)+%)#-#'#'$#/)*/
"+$+0*@+$#%+'.%!;%+9!)*/4*<)!0*)!3)&4*
#$)#'*$!05)#"+$+0*$*1!'"*2*)$!%4!7*+$#;

A;/@5B)!%-!$*1!'"*22+%+"$!%*'$*"
*)$!%4!7*+$#;*'"#%#'$*
"+$+0*$*1!'"#-#.%#,!''+

A)!%-!$*1!'"*!"#%%!0/,**
*?'0#;*/4+"'*4+05)#3+"$*;)#'$*
%!+",*#))#-#,!)$%+"+$+0*@+$#%+

=0*/)*!%+@4!%+
"+$+0*$*1!'"*+"$*;)#-#"#4.#)!)$+
)+'"#%#'$5"+$+0*$*1!'"#3%!+",**

 
CD> C##$)#:!)*/
#%*?$*E#%!'"#;+E)@+-!%+
70/.+%+00!05)&2"+$+0*$*1!'"*2%!+",*3
'#(9*4**)$!%4!7*+$+4*




C%*4!)!)*!?%+;)!)*3;@+*4)#'$*
#%*?$*E#%!'"#;+E)@+-!%+
70/)+2#F7!)*/?'0#;*3#(%+9!)*/
)+.%+;0!)*/"+$+0*$*1!'"*2.%!;%+9!)*3


 C='.#05@#;+)*!?%+;)!)*3
#%*?$*E#%!'"#;+E)@+-!%+
70/.%*(0*F!))#-##.*'+)*/"*)!$*"*
'0#F)&2"+$+0*$*1!'"*2.%!;%+9!)*3

 C&;#7&

GHHG!4.!%+$?%++"$*;)#-#"#4.#)!)$+
I?)",*#)*%?89!-#"+$+0*@+$#%+

G$+,*#)+%)#!'#'$#/)*!$;!%7#3I+@&
+"$*;)#-#"#4.#)!)$+"+$+0*@+$#%+
;?'0#;*/2"#)$+"$+'%!+",*#))#'.#'#()&4
I0?*7#4)!%+;)#;!')#-#'#'$+;+


!"#$%&'#$%%&
 G=@4!)!)*!+-%!-+$)#-#'#'$#/)*/
+"$*;)#-#"#4.#)!)$+
I?)",*#)*%?89!-#"+$+0*@+$#%+

!"#"#$
%&'JH6HHH

("'')%*+,-.