Kjemisk termodynamikk

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
Hopp til navigering Hopp til søk

Kjemisk termodynamikk er studiet av innbyrdes sammenheng mellom varme og arbeid med kjemiske reaksjoner eller med fysiske endringer i tilstand innenfor rammen av termodynamikkens lover. Kjemisk termodynamikk involverer ikke bare laboratoriemålinger av forskjellige termodynamiske egenskaper, men også anvendelse av matematiske metoder for å studere kjemiske spørsmål og spontaniteten til prosesser.

Strukturen til kjemisk termodynamikk er basert på de to første termodynamiske lovene. Med utgangspunkt i termodynamikkens første og andre lov kan fire ligninger kalt "grunnlegningene til Gibbs" utledes. Fra disse fire kan en rekke ligninger, som relaterer de termodynamiske egenskapene til det termodynamiske systemet, utledes ved hjelp av relativt enkel matematikk. Dette skisserer det matematiske rammeverket for kjemisk termodynamikk.[1]

Historie[rediger | rediger kilde]

I 1865 foreslo den tyske fysikeren Rudolf Clausius i sin Mechanical Theory of Heat at prinsippene for termokjemi, f.eks. varmen utviklet seg i forbrenningsreaksjoner, kunne brukes på prinsippene for termodynamikk.[2] Basert på arbeidet til Clausius, publiserte den amerikanske matematiske fysikeren Willard Gibbs mellom årene 1873-76 en serie på tre artikler, hvor den mest kjente er artikkelen On the Equilibrium of Heterogeneous Substances. I disse artikelene viste Gibbs hvordan de to første termodynamiske lovene kunne måles grafisk og matematisk for å bestemme både den termodynamiske likevekten av kjemiske reaksjoner, samt deres tendens til å forekomme eller fortsette. Gibbs 'samling av artikler ga den første enhetlige termodynamiske teorier fra prinsippene utviklet av andre, som Clausius og Sadi Carnot.

I løpet av det tidlige 1900-tallet anvendte to store publikasjoner vellykkede prinsipper utviklet av Gibbs i kjemiske prosesser, og etablerte dermed grunnlaget for vitenskapen om kjemisk termodynamikk. Den første var læreboka 1923 Thermodynamics and the Free Energy of Chemical Substances av Gilbert N. Lewis og Merle Randall. Denne boken var ansvarlig for å erstatte den kjemisk affinitet med begrepet fri energi i den engelsktalende verden. Den andre var boken Modern Thermodynamics fra 1933 etter metodene til Willard Gibbs skrevet av E. A. Guggenheim. På denne måten blir Lewis, Randall og Guggenheim ansett som grunnleggerne av moderne kjemisk termodynamikk på grunn av det store bidraget fra disse to bøkene til å forene anvendelsen av termodynamikk til kjemi.[1]

Kilder[rediger | rediger kilde]

  1. ^ a b Ott, J. Bevan (2000). Chemical thermodynamics : principles and applications. London, UK: Academic Press. ISBN 978-0-08-050098-0. OCLC 174132792. 
  2. ^ Clausius, Rudolf (1865). he Mechanical Theory of Heat – with its Applications to the Steam Engine and to Physical Properties of Bodies. London: John van Voorst.