Opis
Chemia fizyczna to nowoczesny, stale uaktualniany podręcznik, od lat cieszący się niezwykłą popularnością na całym świecie. Szybki rozwój chemii fizycznej, połączony z jednej strony z ewolucją zainteresowań studentów, a z drugiej z rozwojem metod nauczania, w sposób nieuchronny powoduje znikanie pewnych tematów z kursu chemii fizycznej, a jednocześnie pojawianie się nowych. W najnowszym, jedenastym wydaniu wprowadzono kilka nowości, które pomogą w nauce chemii fizycznej. Rozdziały zostały podzielone na krótkie podrozdziały, dzięki czemu podawane w nich informacje są łatwiejsze do przyswojenia. Każdy podrozdział zaczyna się komentarzem dotyczącym ważności omawianych w nim zagadnień, jedno lub dwuzdaniowym opisem jego tematyki oraz wskazaniem podrozdziałów, które trzeba wcześniej opanować, by rozumieć treść danego podrozdziału. • Uwagi praktyczne pomogą uniknąć popełniania częstych błędów, mają także zachęcić do opanowania międzynarodowego języka, którym posługuje się nauka, informując o konwencjach i procedurach przyjętych przez Międzynarodową Unię Chemii Czystej i Stosowanej (IUPAC). • Lista pojęć kluczowych na końcu każdego podrozdziału pomoże sprawdzić, czy dane pojęcia są zrozumiałe. • Wiele równań zawiera opisy i komentarze, które pomogą zrozumieć kolejne operacje matematyczne w ich wyprowadzeniu. Wiele równań zostało opatrzone krótkim opisem, wyjaśniającym ich znaczenie. • Zwięzłe zestawienie równań na końcu każdego podrozdziału zawiera najważniejsze pojawiające się w nim równania oraz podaje warunki ich stosowalności. • Krótkie wyjaśnienia podają zastosowania równań lub pojęć omawianych w tekście i tłumaczą, w jaki sposób należy operować danymi i prawidłowo przekształcać jednostki. • Przykłady są opisami szczegółowych zastosowań omawianego materiału i zwykle wymagają zestawienia odpowiednich pojęć i równań. Podpowiadamy, jaką metodą należy rozwiązać problem (to nowy element podręcznika), a następnie stosując ją dochodzimy do rozwiązania. Wszystkim Przykładom towarzyszą Zadania kontrolne, które pomogą sprawdzić stopień opanowania materiału, którego dotyczy Przykład. • Zagadnienia pojawiają się na końcu każdego rozdziału i są pogrupowane według podrozdziałów, których dotyczą. Odpowiedzi na zawarte w nich przekrojowe pytania wymagają pogłębionej analizy omawianego materiału, przypomnienia sobie podstawowych pojęć, a w niektórych przypadkach podania ich konsekwencji i ograniczeń. • Ćwiczenia są zadaniami wymagającymi stosunkowo prostych obliczeń, natomiast Problemy są bardziej wymagające i zwykle bardziej szczegółowe. Ćwiczenia, najczęściej różniące się tylko danymi liczbowymi, są połączone w pary. • Każde przedstawione uzasadnienie matematyczne odnosi się do aktualnie omawianego problemu, a następnie, przez odpowiednie działania matematyczne, prowadzi do równania, które jest rozwiązaniem problemu. Uzasadnienia matematyczne pozwalają na oddzielenie wyprowadzenia równania od tekstu, w którym jest ono omawiane, dzięki czemu można je później łatwo odszukać. Podkreślają one również znaczenie znajomości matematyki w nauce chemii fizycznej. • Na końcu każdego Rozdziału znajdują się pytania, z których każde obejmuje materiał z zakresu kilku Podrozdziałów. • Na końcu książki znajdują się tabele często obliczanych całek, obszerne dane fizykochemiczne, podsumowanie konwencji dotyczących jednostek i tabele charakterów grup. • Niezbędniki chemika przypominają podstawowe wiadomości z zakresu matematyki, fizyki i chemii, niezbędne do zrozumienia omawianego zagadnienia. Niezbędnik może zawierać informacje, których znajomość jest konieczna, by zrozumieć materiał wielu podrozdziałów, dlatego znajduje się w pierwszym z nich. Spis treściKonwencje xxiii Lista tabel xxiv Lista niezbędników chemika xxvi PROLOG Energia, temperatura i chemia 1 ROZDZIAŁ 1 Właściwości gazów 3 1A Gaz doskonały 4 1A.1 Zmienne stanu 4 (a) Ciśnienie 4 (b) Temperatura 5 1A.2 Równania stanu 7 (a) Podstawy doświadczalne 7 (b) Mieszaniny gazów 9 Lista pojęć kluczowych 10 Zestawienie równań 10 1B Model kinetyczny gazów 11 1B.1 Model kinetyczny 11 (a) Ciśnienie a prędkość cząsteczek 11 (b) Rozkład prędkości Maxwella–Boltzmanna 13 (c) Wartości średnie 15 1B.2 Zderzenia 17 (a) Częstość zderzeń 17 (b) Średnia droga swobodna 18 Lista pojęć kluczowych 18 Zestawienie równań 18 1C Gazy rzeczywiste 19 1C.1 Odchylenia od zachowania gazu doskonałego 19 (a) Współczynnik ściśliwości 20 (b) Współczynniki wirialne 21 (c) Parametry krytyczne 22 1C.2 Równanie van der Waalsa 23 (a) Postać równania van der Waalsa 23 (b) Cechy równania 25 (c) Zasada stanów odpowiadających sobie 26 Lista pojęć kluczowych 27 Zestawienie równań 28 ROZDZIAŁ 2 Pierwsza zasada termodynamiki 35 2A Energia wewnętrzna 37 2A.1 Praca, ciepło i energia 37 (a) Podstawowe definicje 37 (b) Molekularna interpretacja ciepła i pracy 39 2A.2 Definicja energii wewnętrznej 40 (a) Molekularna interpretacja energii wewnętrznej 40 (b) Sformułowanie pierwszej zasady termodynamiki 41 2A.3 Praca objętościowa 42 (a) Og