Форум Химиков - Энтузиастов. Химия и Химики
http://www.chemistry-chemists.com/forum/

Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
http://www.chemistry-chemists.com/forum/viewtopic.php?f=5&t=317		 Page 1 of 1
Author:  Upsidesium [ 18 Mar 2010 20:51 ]
Post subject:  Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Так вот оказывается почему в химии термодинамика не всегда "срабатывает так как нужно". Термодинамика создавалась для тепловых машин, а химическая система не всегда работает по принципу тепловой машины. Например в органической химии при синтезе сложной молекулы (особенно какого нибудь алкалоида) процесс нельзя полностью описать термодинамикой. Тоже относится и к автокаталитическим реакциям (основе жизни, в которых термодинамика носит вторичный характер). Правда тогда можно поставить вопрос о справедливости неравновесной термодинамики.
Author:  Volodymyr [ 18 Mar 2010 21:02 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Химическая термодинамика делит процессы на те, что могут протекать самопроизвольно и те, что требуют подвода энергии. Но "могут" - не означает "протекают": кроме термодинамики есть еще кинетика. Оконное стекло должно кристаллизоваться при комнатной температуре, но без нагревания этот процесс занимает сотни (а может тысячи) лет.
Тут нет ничего предосудительного - у каждой науки есть своя область применения. Например, если нужно рассчитать теплоту сгорания топлива, термодинамика просто незаменима, а если нужно спрогнозировать выход изомеров при замещении в ароматическом ядре, о термодинамике лучше забыть.
Author:  Upsidesium [ 19 Mar 2010 20:23 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Это уж точно. Для сложных органических молекул возможность протекания реакции определяет именно кинетика, а не термодинамика (именно поэтому многие пинают термодинамику за то, что она запрещает феномен жизни). Многие так же пытаются (в основном физики, которым не терпится создать теорию всего) описывать скорость газофазных химических реакций на основе методов статистической физики (кинетическое уравнение Больцмана). Хотя к реакциям с числом молекул свыше 10^10 стат методы уже применять нельзя. И насколько я знаю закон действующих масс является постулатом (по крайней мере пока).
Author:  Volodymyr [ 19 Mar 2010 20:49 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
На практике все сложнее, чем выражение закона действующих масс, которое пишут в учебниках - порядок реакции часто бывает дробным или нулевым, причем в зависимости от условий он может меняться.
Author:  Wergilius [ 21 Mar 2010 13:35 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
upsidesium wrote:
Это уж точно. Для сложных органических молекул возможность протекания реакции определяет именно кинетика, а не термодинамика (именно поэтому многие пинают термодинамику за то, что она запрещает феномен жизни).


Возможность самопроизвольного протекания любой реакции определяет термодинамика - фундаментальная наука, одна из основных частей современной физики.
Конечно, из всех возможных химических реакций не всегда протекает самая термодинамически выгодная, но термодинамике это не противоречит т.к. термодинамика не рассматривает механизм достижения равновесия.

Очень часто происходит подмена понятий. Например, когда говорится, что синтез белка в организме противоречит термодинамике. На самом деле, суммарная энергия Гиббса двух протекающих сопряженных биохимических реакций, отрицаетельна.

Феномен жизни термодинамика ни коем образом не запрещает. Мы с Владимиром написали статью в журнал по этому поводу:

Парадоксы и заблуждения в термодинамике: http://depositfiles....files/cvbnhvmi1
Author:  Volodymyr [ 21 Mar 2010 14:45 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Ссылка на депозит почему-то не открывается. Вот прямая ссылка с сайта:
http://chemistry-chemists.com/N2_2010/29-42.pdf
но думаю, что upsidesium как раз эту статью и прочитал.
Author:  Upsidesium [ 21 Mar 2010 16:32 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Само собой разумеется, что в основе химических явлений лежат химическая термодинамика и химическая кинетика. Но в ферментативных реакциях преобладает именно кинетика.
Фундаментальные законы химии
1. Периодический закон.
2. Закон сохранения материи [Е = mс^2]. Термодинамика является частным случаем этого закона.
3. Теория строения вещества
В химии также выделяют стехиометрические законы:
1. Авогадро закон.
2. Закон эквивалентов.
3. Закон постоянства состава.
Author:  Ramon [ 21 Mar 2010 17:27 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
У меня возникает резонный вопрос если вся химия целиком базируется на законах физики, то почему она до сих пор не является разделом физики?
Ведь в химии даже собственных постулатов нет. Да и теоретическая химия одно лишь название, на самом деле это та же теоретическая физика адаптированная для химических нужд.
P.S. Не сочтите за оскорбление, но как источник энергии химия тоже не тянет. Сейчас все усилия сосредоточились в физике (термояд, антиматерия). Порой мне кажется, что в химии все открыто и как наука она себя изжила.
Author:  Wergilius [ 21 Mar 2010 17:41 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Ramon wrote:
У меня возникает резонный вопрос если вся химия целиком базируется на законах физики, то почему она до сих пор не является разделом физики?
Ведь в химии даже собственных постулатов нет. Да и теоретическая химия одно лишь название, на самом деле это та же теоретическая физика адаптированная для химических нужд.

Природа не делится на физику и химию, это лишь вопрос классификации

Ramon wrote:
P.S. Не сочтите за оскорбление, но как источник энергии химия тоже не тянет. Сейчас все усилия сосредоточились в физике (термояд, антиматерия). Порой мне кажется, что в химии все открыто и как наука она себя изжила.

На мой взгляд, химия не может себя изжить в принципе. Пока требуется производить химические превращения, химия будет развиваться. Практические все, что нас окружает (в том числе и монитор, в который мы смотрим) - плоды химии.

Конечно, принципиальные, фундаментальные моменты химии - это чистая физика, но при описании реальных систем, не получается применить строгие физические законы.
Именно чрезвычайная сложность исследуемых систем и дает повод для развития химии как таковой
Author:  ДДТ [ 21 Mar 2010 18:16 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Ramon wrote:
У меня возникает резонный вопрос если вся химия целиком базируется на законах физики, то почему она до сих пор не является разделом физики?
Ведь в химии даже собственных постулатов нет. Да и теоретическая химия одно лишь название, на самом деле это та же теоретическая физика адаптированная для химических нужд.
P.S. Не сочтите за оскорбление, но как источник энергии химия тоже не тянет. Сейчас все усилия сосредоточились в физике (термояд, антиматерия). Порой мне кажется, что в химии все открыто и как наука она себя изжила.

"Молодой человек, не губите свою судьбу. Ведь в классической физике уже все открыто" - сказал молодому Максу Планку его преподаватель.
Законы квантовой науки (по сути дела, не химии и не физики, а очень сложной математики) являются фундаментальными для Вселенной.
Рано или поздно, наука сможет двигаться дедуктивным путем - от теории к фактам. Но для этого должна быть очень точная Теория-всего-на-свете.
Есть ли у физики такая теория? Пока еще нет; если т.н. "Стандартная Модель" оправдывает себя на низшем уровне - кварки там всякие или глюоны - то приложения физики в химии очень часто дают колоссальное отличие от опытных данных.
Это происходит оттого, что самое незначительное различие между теорией и практикой, один-единственный неучтенный член уравнения, столь мало себя проявляющий при описании отдельной частицы - дает весьма существенную ошибку при попытке описать миллиарды, триллионы частиц.
Рано или поздно, математика сможет "освоить" и химию - так же, как покорила квантовую механику. Затем прийдет очередь биологии, психологии, астрономии... Но сейчас еще рано об этом говорить. Пока существует химия, и ее хватит на наш век, век наших внуков и прапраправнуков.
Author:  Upsidesium [ 21 Mar 2010 20:06 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Тут все очень просто. Современные физики теоретики сознательно применяют модели процессов протекающих в недрах звезд на все явления на земле [поиски самого фундаментального закона природы - Демона Лапласа как сказал Vlаdimir]. Отсюда все эти заблуждения.
С другой стороны среди некоторых фундаментальщиков есть мнение, что свои фундаментальные законы есть и на молекулярном уровне. Например молекулы могут хранить информацию, а изолированные атомы нет. Но ответ должна дать математика. Что касается собственных теорий они в химии есть. Например теория Бутлерова. Как бы не кичились физики, а квантовая мехaника лишь дала более или менее математическое обоснование, но нового по сути ничего не открыла. С появлением ФМИ наоборот восхищались как это химики работая без точной теории никогда не ошибаются.
Химические свойства определяются строением атомов и молекул. Химия изучает строение атома, но вот с точки зрения классификации и дифиниции это больше физика чем химия. А если расмотреть химические явления как физический процесс обмена внешними электронами между атомами, то разницa между физикой и химией исчезает.
Редукция химии к физике? Вообще-то философский анализ это не подтверждает. Квантовая химия результат интеграции. Собственно философы науки которые идеализируют физику и ''принижают'' химию не могут решить элементарной школьной задачи ни по одной из двух дисциплин. И как доверять таким исследователям???
Author:  Volodymyr [ 21 Mar 2010 21:18 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Ramon wrote:
У меня возникает резонный вопрос если вся химия целиком базируется на законах физики, то почему она до сих пор не является разделом физики?

... а физика использует аппарат математики, почему она до сих пор не раздел математики?
Все очень просто: физические системы сложнее, чем математические абстракции, химические системы сложнее, чем физические, биологические - чем химические, а социальные системы сложнее биологических. Для исследование более сложных химических явлений применяют физические методы, биологических - химические и физические, но это не означает, что сложное сводится к сумме простого.

Ramon wrote:
... как источник энергии химия тоже не тянет. Сейчас все усилия сосредоточились в физике (термояд, антиматерия). Порой мне кажется, что в химии все открыто и как наука она себя изжила.

Сейчас усилия рассредоточены по очень широкому спектру направлений, в том числе химических и биологических. Вспомните о топливных элементах и возобновляемых источниках топлива.
Термоядерная энергетика - далекая перспектива, антиматерия не может служить источником энергии (в лучшем случае - дорогим аккумулятором). Антиматерия не сулит нам ничего принципиально нового.

Вообще, химия создана для более важных вещей, чем чтобы служить для создания источников энергии. Например - химический синтез живых организмов, "выращивание" информации (по Лему), конструирование небиологических систем, более сложных, чем живые организмы.
Author:  Zaruhi [ 17 Jun 2010 15:30 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Химик без знания физики подобен человеку, который всего должен искать ощупом. И сии две науки так соединены между собою, что одна без другой в совершенстве быть не могут. Ломоносов М.В.
Author:  O'Bu [ 18 Jun 2010 20:20 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Химик, который в то же время не есть физик, есть ничто. (с) Роберт Бунзен
Author:  Upsidesium [ 18 Jun 2010 20:41 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Химия это самая сложная физика. Ибо грань между ними условна. [Бучаченко А. Н.]
Author:  ДДТ [ 22 Nov 2010 15:45 ]
Post subject:  Re: Термодинамика. Парадоксы и заблуждения.
Рассуждения об информационной энтропии, демоне Максвелла и другое перенес в Общение.
viewtopic.php?f=11&t=804
Page 1 of 1 All times are UTC [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/