За счет чего совершается максимальная полезная работа живым организмом в изобарно
Свободную энергию Гиббса
При нагревании растет, при конденсации уменьшается;
2) при нагревании уменьшается, при конденсации растет;
3) не происходит изменение T-S;
4) при нагревании и конденсации растет.
48. Какие параметры системы необходимо поддерживать постоянными, чтобы по знаку изменения энтропии можно было судить о направлении самопроизвольного протекания процесса?
1) давление и температуру;
2) объем и температуру;
3) внутреннюю энергию и объем;
4) только температуру.
49. В изолированной системе все самопроизвольные процессы протекают в сторону увеличения беспорядка. Как при этом изменяется энтропия?
2) увеличивается;
4) сначала увеличивается, а затем уменьшается.
50. Энтропия возрастает на величину Q/T для:
1) обратимого процесса;
2) необратимого процесса;
51 Как изменяется энтропия системы за счет прямой и обратной реакции при синтезе аммиака?
1) прямая реакция идет с уменьшением энтропии, обратная — с увеличением;
2) прямая реакция идет с увеличением энтропии, обрат-лая __с уменьшением;
3) энтропия не изменяется в ходе реакции;
4) энтропия увеличивается для прямой и обратной реакции.
52. Какими одновременно действующими факторами определяется направленность химического процесса?
1) энтальпийным и температурным;
2) энтальпийным и энтропийным;
3) энтропийным и температурным;
4) изменением энергии Гиббса и температуры.
53.В изобарно-изотермических условиях максимальная работа, осуществляемая системой:
1) равна убыли энергии Гиббса;
2) больше убыли энергии Гиббса;
3) меньше убыли энергии Гиббса;
4) равна убыли энтальпии.
54. Какие условия необходимо соблюдать, чтобы максимальная работа в системе совершалась за счет убыли энергии Гиббса?
1) необходимо поддерживать постоянными V и t;
2) необходимо поддерживать постоянными Р и t;
3) необходимо поддерживать постоянными АН и AS;
4) необходимо поддерживать постоянными PиV
55. За счет чего совершается максимальная полезная работа химической реакции при постоянных давлении и температуре?
1) за счет убыли энергии Гиббса;
2) за счет увеличения энтропии;
3) за счет увеличения энтальпии;
4) за счет уменьшения энтропии.
56.За счет чего совершается маскимальная полезная работа живым организмом в изобарно-изотермических условиях?
1) за счет убыли энтальпии;
2) за счет увеличения энтропии;
3) за счет убыли энергии Гиббса;
4) за счет увеличения энергии Гиббса.
57. Какие процессы называют эндэргоническими?
4) AG > 0.
58.Какие процессы называют экзэргоническими?
59.Самопроизвольный характер процесса лучше определять путем оценки:
2) свободной энергии Гиббса;
60. Какую термодинамическую функцию можно использовать для предсказания возможности самопроизвольного протекания процессов в живом организме?
2) внутреннюю энергию;
61. Для обратимых процессов изменение свободной энергии Гиббса.
1) всегда равно нулю;
2) всегда отрицательно;
3) всегда положительно;
4) положительно или отрицательно в зависимости от обстоятельств.
62. Для необратимых процессов изменение свободной энергии:
1) всегда равно нулю;
2) всегда отрицательно;
3) всегда положительно;
4) положительно или отрицательно в зависимости от обстоятельств.
63.В изобарно-изотермических условиях в системе самопроизвольно могут осуществляться только такие процессы, в результате которых энергия Гиббса:
3) уменьшается;
4) достигает максиального значения.
64. Для некоторой химической реакции в газовой фазе при постоянных Р и TAG > 0. В каком направлении самопроизвольно протекает эта реакция?
Г) в прямом направлении;
2) не может протекать при данных условиях;
3) в обратном направлении;
4) находится в состоянии равновесия.
65. Каков знак AG процесса таяния льда при 263 К?
1) AG > 0;
3) AG 0;AS>0; 2)AH>0;AH 0; 2)AH 0; AS > 0; 4)AH = 0;AS = 0.
68. Если АН [T4AS];
2) при любых соотношениях АН и TAS; 3)
2) АН 0;
71. При каких постоянных термодинамических параметрах изменение энтальпии может служить критерием направления самопроизвольного процесса? Какой знак DH в этих условиях указывает на самопроизвольный процесс?
1) при постоянных S и Р, АН 0; 4) при постоянных Vn t, АН > 0.
72. Можно ли и в каких случаях по знаку изменения энтальпии в ходе химической реакции судить о возможности ее протекания при постоянных Ти Р1
1) можно, если ЛЯ » T-AS;
2) при данных условиях нельзя;
3) можно, если АН « T-AS;
4) можно, если АН = T-AS.
4) масса.
74. Какие из следующих утверждений верны для реакций, протекающих в стандартных условиях?
1) эндотермические реакции не могут протекать самопроизвольно;
2) эндотермические реакции могут протекать при достаточно низких температурах;
3) эндотермические реакции могут протекать при высоких температурах, если AS > 0;
4) эндотермические реакции могут протекать при высоких температурах, если AS 0;
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Основы химической термодинамики
1. Что изучает химическая термодинамика:
1) скорости протекания химических превращений и механизмы этих превращений;
2) энергетические характеристики физических и химических процессов и способность химических систем выполнять полезную работу;
3) условия смещения химического равновесия;
4) влияние катализаторов на скорость биохимических процессов.
2. Открытой системой называют такую систему, которая:
1) не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией;
2) обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией;
3) обменивается с окружающей средой энергией, но не обменивается веществом;
4) обменивается с окружающей средой веществом, но не обменивается энергией.
3. Закрытой системой называют такую систему, которая:
1) не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией;
2) обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией;
3) обменивается с окружающей средой энергией, но не обменивается веществом;
4) обменивается с окружающей средой веществом, но не обменивается энергией.
4. Изолированной системой называют такую систему, которая:
1) не обменивается с окружающей средой ни веществом, ни энергией;
2) обменивается с окружающей средой и веществом, и энергией;
3) обменивается с окружающей средой энергией, но не обменивается веществом;
4) обменивается с окружающей средой веществом, но не обменивается энергией.
5. К какому типу термодинамических систем принадлежит раствор, находящийся в запаянной ампуле, помещен ной в термостат?
6.К какому типу термодинамических систем принадлежит раствор, находящийся в запаянной ампуле?
7.К какому типу термодинамических систем принадлежит живая клетка?
8. Какие параметры термодинамической системы называют экстенсивными?
1) величина которых не зависит от числа частиц в системе;
2) величина которых зависит от числа частиц в системе;
3) величина которых зависит от агрегатного состояния системы;
4) величина которых зависит от времени.
9. Какие параметры термодинамической системы называют интенсивными?
!) величина которых не зависит от числа частиц в системе;
2) величина которых зависит от числа частиц в системе;
3) величина которых зависит от агрегатного состояния;
4) величина которых зависит от времени.
10. Функциями состояния термодинамической системы называют такие величины, которые:
1) зависят только от начального и конечного состояния системы;
2) зависят от пути процесса;
3) зависят только от начального состояния системы;
4) зависят только от конечного состояния системы.
11. Какие величины являются функциями состояния системы: а) внутренняя энергия; б) работа; в) теплота; г) энтальпия; д) энтропия.
12. Какие из следующих свойств являются интенсивными: а) плотность; б) давление; в) масса; г) температура; д) энтальпия; е) объем?
13.Какие из следующих свойств являются экстенсивными: а) плотность; б) давление; в) масса; г) температура; д) энтальпия; е) объем?
15.Процессы, протекающие при постоянной температуре, называются:
16. Процессы, протекающие при постоянном объеме, называются:
17. Процессы, протекающие при постоянном давлении, называются:
18. Внутренняя энергия системы — это:
1) весь запас энергии системы, кроме потенциальной энергии ее положения и кинетической энергии системы в целом;
2) весь запас энергии системы;
3) весь запас энергии системы, кроме потенциальной энергии ее положения;
4) величина, характеризующая меру неупорядоченности расположения частиц системы.
19. Какой закон отражает связь между работой, теплотой и внутренней энергией системы?
1) второй закон термодинамики;
3) первый закон термодинамики;
20. Первый закон термодинамики отражает связь между:
1) работой, теплотой и внутренней энергией;
2) свободной энергией Гиббса, энтальпией и энтропией системы;
3) работой и теплотой системы;
4) работой и внутренней энергией.
21. Какое уравнение является математическим выражением первого закона термодинамики для изолированных систем?
22. Какое уравнение является математическим выражением первого закона термодинамики для закрытых систем?
23. Постоянной или переменной величиной является внутренняя энергия изолированной системы?
24. В изолированной системе протекает реакция сгорания водорода с образованием жидкой воды. Изменяется ли внутренняя энергия и энтальпия системы?
1) внутренняя энергия не изменится, энтальпия изменится;
2) внутренняя энергия изменится, энтальпия не изменится;
3) внутренняя энергия не изменится, энтальпия не изменится;
4) внутренняя энергия изменится, энтальпия изменится.
25. При каких условиях изменение внутренней энергии равно теплоте, получаемой системой из окружающей среды?
1) при постоянном объеме;
2) при постоянной температуре;
3) при постоянном давлении;
26. Тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном объеме, называется изменением:
2) внутренней энергии;
4) свободной энергии Гиббса.
27. Энтальпия реакции — это:
1) количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе химической реакции при изобарно-изотермических условиях;
2) количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе химической реакции при изохорно-изотермических условиях;
3) величина, характеризующая возможность самопроизвольного протекания процесса;
4) величина, характеризующая меру неупорядоченности расположения и движения частиц системы.
28.Химические процессы, при протекании которых происходит уменьшение энтальпии системы и во внешнюю среду выделяется теплота, называются:
29. При каких условиях изменение энтальпии равно теплоте, получаемой системой из окружающей среды?
1) при постоянном объеме;
2) при постоянной температуре;
3) при постоянном давлении;
30. Тепловой эффект реакции, протекающей при постоянном давлении, называется изменением:
1) внутренней энергии;
2) ни одно из предыдущих определений неверно;
31.Какие процессы называют эндотермическими?
1) для которых АН отрицательно;
2) для которых AG отрицательно;
3) для которых АН положительно;
4) для которых AG положительно.
32. Какие процессы называют экзотермическими?
1) для которых АН отрицательно;
2) для которых AG отрицательно;
3) для которых АН положительно;
4) для которых AG положительно.
33. Укажите формулировку закона Гесса:
1) тепловой эффект реакции зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от пути реакции;
2) теплота, поглощаемая системой при постоянном объеме, равна изменению внутренней энергии системы;
3) теплота, поглощаемая системой при постоянном давлении, равна изменению энтальпии системы;
4) тепловой эффект реакции не зависит от начального и конечного состояния системы, а зависит от пути реакции.
34.Какой закон лежит в основе расчетов калорийности продуктов питания?
35.При окислении каких веществ в условиях организма выделяется большее количество энергии?
4) углеводов и белков.
36. Самопроизвольным называется процесс, который:
1) осуществляется без помощи катализатора;
2) сопровождается выделением теплоты;
3) осуществляется без затраты энергии извне;
4)протекает быстро.
37. Энтропия реакции — это:
1) количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе химической реакции при изобарно-изотермических условиях;
2) количество теплоты, которое выделяется или поглощается в ходе химической реакции при изохорно-изотермических условиях;
3) величина, характеризующая возможность самопроизвольного протекания процесса;
4) величина, характеризующая меру неупорядоченности расположения и движения частиц системы.
38. Какой функцией состояния характеризуется тенденция системы к достижению вероятного состояния, которому соответствует максимальная беспорядочность распределения частиц?
4) внутренней энергией.
39. В каком соотношении находятся энтропии трех агрегатных состояний одного вещества: газа, жидкости, твердого тела:
4) агрегатное состояние не влияет на значение энтропии.
40. В каком из следующих процессов должно наблюдаться наибольшее положительное изменение энтропии:
41. Выберите правильное утверждение: энтропия системы увеличивается при:
1) повышении давления;
2) переходе от жидкого к твердому агрегатному состоянию
3) повышении температуры;
4) переходе от газообразного к жидкому состоянию.
42.Какую термодинамическую функцию можно использовать, чтобы предсказать возможность самопроизвольного протекания реакции в изолированной системе?
2) внутреннюю энергию;
4) потенциальную энергию системы.
43. Какое уравнение является математическим выражением 2-го закона термодинамики для изолированных систем?
58.Какие процессы называют экзэргоническими?
59.Самопроизвольный характер процесса лучше определять путем оценки:
2) свободной энергии Гиббса;
60. Какую термодинамическую функцию можно использовать для предсказания возможности самопроизвольного протекания процессов в живом организме?
2) внутреннюю энергию;
4) свободную энергию Гиббса.
61. Для обратимых процессов изменение свободной энергии Гиббса.
1) всегда равно нулю;
2) всегда отрицательно;
3) всегда положительно;
4) положительно или отрицательно в зависимости от обстоятельств.
62. Для необратимых процессов изменение свободной энергии:
1) всегда равно нулю;
2) всегда отрицательно;
3) всегда положительно;
4) положительно или отрицательно в зависимости от обстоятельств.
63.В изобарно-изотермических условиях в системе самопроизвольно могут осуществляться только такие процессы, в результате которых энергия Гиббса:
4) достигает максимального значения.
64. Для некоторой химической реакции в газовой фазе при постоянных Р и TAG > 0. В каком направлении самопроизвольно протекает эта реакция?
1) в прямом направлении;
2) не может протекать при данных условиях;
3) в обратном направлении;
4) находится в состоянии равновесия.
65. Каков знак AG процесса таяния льда при 263 К?
68. Если АН [T4AS];
2) при любых соотношениях АН и TAS;
71. При каких постоянных термодинамических параметрах изменение энтальпии может служить критерием направления самопроизвольного процесса? Какой знак DH в этих условиях указывает на самопроизвольный процесс?
1) при постоянных S и Р, АН 0;
4) при постоянных Vn t, АН > 0.
72. Можно ли и в каких случаях по знаку изменения энтальпии в ходе химической реакции судить о возможности ее протекания при постоянных Т и Р1
1) можно, если ЛЯ » T-AS;
2) при данных условиях нельзя;
3) можно, если АН « T-AS;
4) можно, если АН = T-AS.
74. Какие из следующих утверждений верны для реакций, протекающих в стандартных условиях?
1) эндотермические реакции не могут протекать самопроизвольно;
2) эндотермические реакции могут протекать при достаточно низких температурах;
3) эндотермические реакции могут протекать при высоких температурах, если AS > 0;
4) эндотермические реакции могут протекать при высоких температурах, если AS 0;
77. Эндэргонические реакции в организме требуют подвода энергии, так как:
2) AG 0, будет ли данный процесс протекать самопроизвольно?
1) будет, так как AG > 0;
2) будет, так как AG 0;
4) не будет, так как AG 0 и AS > 0. Может ли данный процесс протекать самопроизвольно?
1) может при высоких температурах, так как \T-AS\ > |АД];
2) может при низких температурах, так как \T-AS\ |AH];
4) не может, так как \T-AS\ \T-AS\;
2) может при достаточно низких температурах, так как |АЯ| 0 и AS
| | | следующая лекция ==> | |
| Контроль усвоения темы занятия. Образец билета выходного контроля | | | Мелентьев В.С |
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Термодинамика биологических систем
Основные определения
Система = элементы + связи.
Существует три вида термодинамических систем в зависимости от их взаимодействия с окружающей средой.
Виды термодинамических систем
Изолированные системы не обмениваются с внешней средой ни энергией, ни веществом. Таких систем в реальных условиях не существует, но понятие изолированной системы используют для понимания главных термодинамических принципов.
Закрытые системы обмениваются со средой энергией, но не веществом. Примером такой системы может служить закрытый термос с налитым в него чаем.
Открытые системы обмениваются с внешней средой как энергией, так и веществом. Все живые существа относятся к открытым термодинамическим системам.
Классическая термодинамика не рассматривает поведение отдельных атомов и молекул, а стремится описать состояние термодинамических систем с помощью макроскопических переменных величин, которые называются параметрами состояния.
Параметры состояния системы
Температура, объем, давление, химический состав, концентрация и т.п., то есть такие физические величины, с помощью которых можно описать состояние конкретной термодинамической системы в данный момент или период времени.
Термодинамическое равновесие
Термодинамическое равновесие является состоянием системы, в котором параметры состояния не изменяются во времени. Это полностью стабильное состояние, в котором система может находиться в течение неограниченного периода времени. Если изолированная система выведена из равновесия, она стремится возвратиться к этому состоянию самопроизвольно.
Например, если в термос, заполненный горячей водой, температура которой в каждой точке одинакова, бросить кусочек льда, то температурное равновесие нарушится и появится различие температур в объёме жидкости. Известно, что передача тепла будет происходить из области с более высокой температуры в область с более низкой температурой, пока постепенно во всём объёме жидкости не установится одинаковая температура. Таким образом, разница температур исчезнет, и равновесие восстановится.
Другим примером является концентрационное равновесие. Предположим, что в изолированной системе существует различие концентрации некоторого вещества. Оно вызывает перемещение вещества, которое продолжается до тех пор, пока не установится состояние равновесия, при котором концентрация вещества в пределах всей системы будет одинаковой.
Внутренняя энергия, работа и тепло
Общая энергия системы складывается из её внутренней энергии и кинетической и потенциальной энергии системы, взятой в целом. Величина внутренней энергии зависит от параметров состояния термодинамической системы. Абсолютная величина внутренней энергии не может быть определена, но физический смысл имеет изменение внутренней энергии, которое может быть измерено.
Энергия может накапливаться и отдаваться системой. Она может передаваться от одной системы к другой.
Передача энергии
Есть две формы передачи энергии: работа и теплота. Эти величины не являются параметрами состояния системы, так как зависят от пути процесса, в ходе которого изменяется энергия системы.
Теплота является энергией, переданной от одной системы другой из-за разницы их температур.
Пути теплопередачи
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики живых организмов
Второй закон термодинамики
Энтропия
Термодинамический потенциал
Термодинамика неравновесных процессов
Термодинамика равновесных систем основана на принципах, которые в известной мере идеализируются. Биологические объекты не находятся в состоянии равновесия. Процессы, проходящие в таких системах, являются необратимыми. Термодинамика неравновесных процессов основана на таких принципах и понятиях как линейные соотношения, производство энтропии, стационарное состояние, теорема Пригожина.
Линейные соотношения
Закон линейных соотношений определяет зависимость между термодинамическими силами и изменениями (потоками) в термодинамических системах. Термодинамические силы представляют собой различные градиенты (концентрации, электрические, температурные и т.п.) Закон линейных соотношений указывает, что изменение физической величины J является линейной функцией соответствующей термодинамической силы X, где L является коэффициентом прямой пропорциональности: J = LX (8)
Линейный закон обобщает многие эмпирические принципы, например, закон Фика (зависимость переноса веществ от концентрационного градиента), закон Ома (зависимость переноса электрического заряда от градиента электрического потенциала) и т.п.
Каждое отдельное изменение в системе может вызвать только уменьшение её свободной энергии и повышение энтропии. Но другие изменения в этой же системе могут происходить так, что повышение энтропии при одном изменении компенсировалось её уменьшением из-за другого изменения.
Например, некоторые частицы могут перемещаться через мембрану клетки в направлении их более высокой концентрации. При этом происходит уменьшение энтропии системы, которое компенсируется гидролизом АТФ, в результате которого энтропия системы увеличивается.