دسترسی نامحدود
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
برای ارتباط با ما می توانید از طریق شماره موبایل زیر از طریق تماس و پیامک با ما در ارتباط باشید
در صورت عدم پاسخ گویی از طریق پیامک با پشتیبان در ارتباط باشید
برای کاربرانی که ثبت نام کرده اند
درصورت عدم همخوانی توضیحات با کتاب
از ساعت 7 صبح تا 10 شب
ویرایش: نویسندگان: Dalby. Paul A., Sherwood. Dennis سری: ISBN (شابک) : 9780198782957, 0198784708 ناشر: Oxford University Press سال نشر: 2018 تعداد صفحات: 901 زبان: English فرمت فایل : PDF (درصورت درخواست کاربر به PDF، EPUB یا AZW3 تبدیل می شود) حجم فایل: 19 مگابایت
در صورت تبدیل فایل کتاب Modern thermodynamics for chemists and biochemists به فرمت های PDF، EPUB، AZW3، MOBI و یا DJVU می توانید به پشتیبان اطلاع دهید تا فایل مورد نظر را تبدیل نمایند.
توجه داشته باشید کتاب ترمودینامیک مدرن برای شیمی دانان و بیوشیمیست ها نسخه زبان اصلی می باشد و کتاب ترجمه شده به فارسی نمی باشد. وبسایت اینترنشنال لایبرری ارائه دهنده کتاب های زبان اصلی می باشد و هیچ گونه کتاب ترجمه شده یا نوشته شده به فارسی را ارائه نمی دهد.
ترمودینامیک برای برنامه های درسی دانشگاه ها و کالج ها در شیمی،
فیزیک، مهندسی و بسیاری از علوم زیستی در سراسر جهان ضروری است.
همچنین درک، یادگیری و به کار بردن آن برای دانش آموزان بسیار
دشوار است. آنچه این کتاب را متفاوت و خاص می کند، وضوح متن است.
سبک نگارش روان، طبیعی و شفاف است و همه چیز به صورت منطقی و شفاف
توضیح داده شده است. ترمودینامیک شاخه ای عمیق و مهم از علم است و
این کتاب آن را «آسان» نمی کند. اما آن را قابل فهم می کند.
این کتاب «قانون چهارم» جدیدی را معرفی می کند. ترمودینامیک بر
اساس مفهوم انرژی آزاد گیبس است، که تقریباً زیربنای هر کاربرد
ترمودینامیک است و نویسندگان ادعا می کنند که شایسته به رسمیت
شناختن به عنوان یک "قانون" است. چهار فصل آخر ترمودینامیک را
وارد قرن بیست و یکم میکند، با بیوانرژیتیک (نحوه جذب و استفاده
سیستمهای زنده از انرژی آزاد)، مونتاژ ماکرومولکولها (نحوه جمع
شدن پروتئینها) و تجمع ماکرومولکولی (برای مثال، نحوه جمعآوری
کپسیدهای ویروس). این موضوع در حال حاضر برای دانشجویان بیوشیمی،
مهندسی بیوشیمی و داروسازی بسیار مرتبط است و در متون بسیار کمی
دیگر در مورد ترمودینامیک پوشش داده شده است. این کتاب همچنین
حاوی مثالهای بدیع و مؤثر بسیاری است، مانند توضیح در مورد چرایی
برگشت ناپذیری اصطکاک، اثبات فرورفتگی نقطه انجماد، و توضیح وضعیت
استاندارد بیوشیمیایی.
Thermodynamics is fundamental to university and college
curricula in chemistry, physics, engineering and many life
sciences around the world. It is also notoriously difficult for
students to understand, learn and apply. What makes this book
different, and special, is the clarity of the text. The writing
style is fluid, natural and lucid, and everything is explained
in a logical and transparent manner. Thermodynamics is a deep,
and important, branch of science, and this book does not make
it "easy." But it does make it intelligible.
This book introduces a new, 'Fourth Law' of Thermodynamics'
based on the notion of Gibbs free energy, which underpins
almost every application of thermodynamics and which the
authors claim is worthy of recognition as a 'law'. The last
four chapters bring thermodynamics into the twenty-first
century, dealing with bioenergetics (how living systems capture
and use free energy), macromolecule assembly (how proteins
fold), and macromolecular aggregation (how, for example, virus
capsids assemble). This is of great current relevance to
students of biochemistry, biochemical engineering and pharmacy,
and is covered in very few other texts on thermodynamics. The
book also contains many novel and effective examples, such as
the explanation of why friction is irreversible, the proof of
the depression of the freezing point, and the explanation of
the biochemical standard state.
Cover......Page 1
Foreword......Page 6
Preface......Page 10
Contents......Page 12
Index of symbols......Page 22
Index of units-of-measure......Page 28
List of Tables......Page 29
PART 1 Fundamentals......Page 32
1.1 Some very familiar concepts …......Page 34
1.2 The macroscopic viewpoint......Page 35
1.4 State functions......Page 36
1.5 Extensive and intensive state functions......Page 37
1.6 The mole number n......Page 38
1.8 Equilibrium......Page 39
1.9 Changes in state......Page 41
1.11 Pressure......Page 44
1.12 The ideal gas......Page 47
1.13 Pressure – a molecular interpretation......Page 48
EXERCISES......Page 49
2.1 Work – an initial definition......Page 51
2.2 The work done by an expanding gas......Page 52
2.3 Path functions......Page 54
2.4 An important sign convention......Page 57
2.5 Useful work …......Page 58
2.7 Quasistatic paths......Page 59
2.9 P,V diagrams......Page 62
2.10 Changes at constant pressure......Page 65
2.11 Thermodynamic cycles......Page 66
EXERCISES......Page 71
3.1 Temperature......Page 74
3.2 The ideal gas law......Page 77
3.4 Dalton's law of partial pressures......Page 79
3.6 Heat......Page 81
3.7 Some more definitions......Page 87
3.8 How to get work from heat......Page 89
3.9 Temperature – a deeper look......Page 98
EXERCISES......Page 105
4.1 What this chapter is about......Page 107
4.2 Functions of more than one variable......Page 108
4.3 Partial derivatives......Page 109
4.4 Systems of constant mass......Page 111
4.5 Partial derivatives and state functions......Page 113
4.6 A look ahead …......Page 115
EXERCISES......Page 119
PART 2 The Three Laws......Page 122
Summary......Page 124
5.1 The First Law......Page 125
5.2 A molecular interpretation of internal energy......Page 126
5.4 Internal energy and temperature......Page 127
5.5 The First Law, state functions, and path functions......Page 130
5.6 The First Law and cycles......Page 132
5.7 The mathematics of U......Page 133
5.8 The First Law in open, closed and isolated systems......Page 135
5.9 The First Law in an isolated system......Page 136
5.11 The First Law in a closed system – the isochoric change, dV =0......Page 137
5.12 The heat capacity at constant volume, CV......Page 138
5.14 The First Law in a closed system – the isobaric change, dP= 0......Page 145
5.15 Reversible and irreversible paths......Page 148
5.16 Mixing......Page 157
5.17 Friction......Page 159
5.18 Friction and irreversible paths......Page 165
5.19 Real paths......Page 171
EXERCISES......Page 175
Summary......Page 177
6.1 Man's most important technology......Page 178
6.2 Enthalpy......Page 179
6.3 The mathematics of H......Page 182
6.4 Endothermic and exothermic reactions......Page 184
6.5 Enthalpy, directionality and spontaneity......Page 187
6.6 The difference ΔH - ΔU......Page 189
6.7 Phase changes......Page 192
6.8 Measuring enthalpy changes – calorimetry......Page 194
6.9 Calculating enthalpy changes – Hess's law......Page 196
6.10 Chemical standards......Page 199
6.11 Standard enthalpies of formation......Page 209
6.12 Ionic enthalpies......Page 215
6.13 Bond energies......Page 216
6.14 The variation of ΔH with temperature......Page 221
6.15 The variation of ΔrH⊖ with temperature......Page 229
6.16 Flames and explosions......Page 231
EXERCISES......Page 237
7.1 What this chapter is about......Page 239
7.2 Ideal gases......Page 240
7.4 CV and CP for ideal gases......Page 241
7.6 The isochoric path, dV=0......Page 249
7.7 The isobaric path, dP = 0......Page 250
7.8 The isothermal path, dT = 0......Page 251
7.9 The adiabatic path, đq = 0......Page 252
7.10 The key ideal gas equations......Page 260
7.11 Case Study: The Carnot cycle......Page 261
7.12 Case Study: The thermodynamic pendulum......Page 267
EXERCISES......Page 285
8.1 A familiar picture......Page 289
8.2 Spontaneity, unidirectionality and irreversibility......Page 291
8.3 Some more examples of spontaneous, unidirectional, and irreversible changes......Page 292
8.4 Spontaneity and causality......Page 294
EXERCISE......Page 297
Summary......Page 298
9.1 The Second Law......Page 299
9.2 Entropy – a new state function......Page 300
9.3 The Clausius inequality......Page 303
9.4 Real changes......Page 304
9.5 Two examples......Page 306
9.6 The First and Second Laws combined......Page 311
9.7 The mathematics of entropy......Page 313
9.8 Entropy changes for an ideal gas......Page 316
9.9 Entropy changes at constant pressure......Page 321
9.10 Phase changes......Page 322
9.11 The Third Law of Thermodynamics......Page 327
9.12 T,S diagrams......Page 328
EXERCISES......Page 330
Summary......Page 334
10.1 The Clausius statement of the Second Law......Page 335
10.2 The Kelvin–Planck statement of the Second Law......Page 340
10.3 Heat engines and heat pumps......Page 344
10.4 Irreversibility......Page 346
10.5 A graphical interpretation......Page 348
10.6 The Carathéodory statement......Page 352
10.7 Carnot engines and Carnot pumps......Page 354
10.8 Real engines......Page 359
EXERCISE......Page 362
11.1 What this chapter is about......Page 363
11.3 Order and disorder......Page 364
11.4 Macrostates and microstates......Page 365
11.6 Measuring disorder......Page 368
11.7 What happens when a gas expands into a vacuum......Page 371
11.8 The Boltzmann equation......Page 372
11.9 Maxwell's demon......Page 375
11.11 Thermoeconomics......Page 378
11.12 Organodynamics......Page 379
EXERCISES......Page 381
12.1 The Third Law......Page 382
12.2 Absolute entropies......Page 383
12.3 Approaching absolute zero......Page 388
EXERCISES......Page 393
PART 3 Free energy, spontaneity, and equilibrium......Page 394
Summary......Page 396
13.1 Changes in closed systems......Page 398
13.2 Spontaneous changes in closed systems......Page 400
13.3 Gibbs free energy......Page 405
13.4 The significance of the non-conservative function......Page 406
13.5 Enthalpy- and entropy-driven reactions......Page 408
13.6 The mathematics of G......Page 409
13.7 Helmholtz free energy......Page 416
13.9 Maximum available work......Page 417
13.10 How to make non-spontaneous changes happen......Page 421
13.11 Coupled systems …......Page 422
13.12 … an explanation of frictional heat, and tidying a room …......Page 424
13.14 Climate change and global warming – the `big picture'......Page 426
13.15 Standard Gibbs free energies......Page 428
13.16 Gibbs free energies at non-standard pressures......Page 430
13.17 The Gibbs free energy of mixtures......Page 432
13.18 The `Fourth Law' of Thermodynamics......Page 439
EXERCISES......Page 442
Summary......Page 444
14.1 Chemical reactions......Page 446
14.2 How Gsys(τ) varies over time......Page 448
14.3 Chemical equilibrium......Page 454
14.4 The pressure thermodynamic equilibrium constant Kp.........Page 459
14.5 ... and the meaning of ΔrGp⊖......Page 461
14.6 Non-equilibrium systems......Page 463
14.7 Another equilibrium constant, Kx .........Page 467
14.8 ... and a third equilibrium constant, Kc......Page 468
14.9 Two worked examples – methane and ammonia......Page 470
14.10 How the equilibrium constant varies with temperature......Page 475
14.11 Le Chatelier's principle......Page 479
14.12 Thermodynamics meets kinetics......Page 480
14.13 The Arrhenius equation......Page 486
14.14 The overall effect of temperature on chemical reactions......Page 490
14.15 A final thought......Page 491
EXERCISES......Page 492
PART 4 Chemical applications......Page 496
15.1 Vapour pressure......Page 498
15.2 Vapour pressure and external pressure......Page 501
15.3 The Gibbs free energy of phase changes......Page 502
15.4 Melting and boiling......Page 503
15.5 Changing the external pressure Pex......Page 509
15.6 The Clapeyron and Clausius–Clapeyron equations......Page 512
15.7 Phase changes, ideal gases and real gases......Page 516
15.8 The mathematics of Gs, Gl and Gg......Page 528
EXERCISES......Page 531
Summary......Page 533
16.1 The ideal solution......Page 534
16.2 The Gibbs free energy of an ideal solution......Page 542
16.3 Equilibria of reactions in solution......Page 548
16.4 Dilute solutions, molalities and molar concentrations......Page 551
16.5 Multi-state equilibria and chemical activity......Page 553
16.6 Coupled reactions in solution......Page 557
EXERCISES......Page 561
Summary......Page 565
17.1 Dissociation......Page 566
17.2 The ionisation of pure water, pH and pOH......Page 567
17.3 Acids......Page 569
17.4 Bases......Page 576
17.5 The Henderson-Hasselbalch approximation......Page 579
17.6 Buffer solutions......Page 580
17.7 Why buffer solutions maintain constant pH......Page 583
17.8 How approximate is the Henderson-Hasselbalch approximation?......Page 584
17.9 Buffer capacity......Page 585
17.10 Other reactions involving hydrogen ions......Page 592
17.11 The mass action effect......Page 597
17.12 Water as a reagent......Page 598
EXERCISES......Page 600
18.1 Non-volatile solutes......Page 602
18.2 Elevation of the boiling point......Page 603
18.3 Depression of the freezing point......Page 606
EXERCISE......Page 610
19.1 Mixing......Page 611
19.2 Osmosis......Page 613
19.3 Osmotic pressure......Page 614
19.5 A note on hydrostatic pressure......Page 619
EXERCISES......Page 621
Summary......Page 622
20.1 Work and electricity......Page 623
20.2 Electrical work and Gibbs free energy......Page 625
20.3 Half-cells......Page 627
20.4 The electrochemical cell......Page 630
20.5 Anodes and cathodes .........Page 631
20.6 …and the flow of ions and electrons......Page 632
20.7 The chemistry of the Daniell Cell......Page 633
20.8 Currents, voltages and electrode potentials......Page 634
20.9 A different type of Daniell cell......Page 635
20.10 Different types of electrode......Page 636
20.11 Different types of electrochemical cell......Page 638
20.12 The electromotive force......Page 643
20.13 Oxidising agents and reducing agents......Page 650
20.14 The thermodynamics of electrochemical cells......Page 652
20.15 The Nernst equation......Page 655
20.16 Redox reactions......Page 659
EXERCISES......Page 662
Summary......Page 664
21.1 The fundamental functions......Page 665
21.2 Pure substances......Page 666
21.3 Heat capacities......Page 667
21.4 The Maxwell relations......Page 668
21.5 The chain rule......Page 671
21.6 The thermodynamic equations-of-state......Page 672
21.7 The difference CP- CV......Page 676
21.8 The Joule–Thomson coefficient......Page 679
21.9 The compressibility factor......Page 683
EXERCISES......Page 685
Summary......Page 686
22.1 Real gases and fugacity......Page 687
22.2 Real solutions and activity......Page 690
EXERCISES......Page 699
PART 5 Biochemical applications......Page 702
Summary......Page 704
23.1 Thermodynamics and biochemistry......Page 705
23.2 A note on standards......Page 706
23.3 The biochemical standard state......Page 707
23.4 Why this is important......Page 709
23.5 The implications of the biochemical standard state......Page 710
23.6 Transformed equations......Page 712
23.7 G(H+) and G′(H+), and ΔfG⊖(H+) and ΔfG⊖′(H+)......Page 714
23.8 E⊖(H+, H2) and E⊖′(H+, H2)......Page 717
23.9 ΔfG⊖′(H2)......Page 720
23.10 Transformed standard molar Gibbs free energies of formation ΔfG⊖′......Page 722
23.11 ΔrG⊖ and ΔrG⊖′......Page 725
23.12 Kr and Kr′......Page 727
23.13 Gsys and Gsys for an unbuffered reaction......Page 728
23.14 Gsys and Gsys for a buffered reaction......Page 735
23.15 Water as a biochemical reagent......Page 738
EXERCISES......Page 739
24.1 Creating order without breaking the Second Law: open systems......Page 742
24.3 Life's primary `energy currency' – ATP......Page 743
24.4 NADH is an energy currency too......Page 746
24.5 Glycolysis – substrate-level phosphorylation of ADP......Page 747
24.6 The metabolism of pyruvate......Page 750
24.7 The TCA cycle......Page 751
24.8 Oxidative phosphorylation, and the chemi-osmotic potential......Page 754
24.9 The efficiency of glucose metabolism......Page 766
24.10 Photosynthesis......Page 768
EXERCISES......Page 776
25.1 Protein structure......Page 778
25.2 The thermodynamics of protein folding......Page 779
25.3 Protein-ligand interactions......Page 794
25.4 Protein folding kinetics......Page 800
EXERCISES......Page 810
26.1 Self-assembly of large complexes......Page 811
26.2 Non-ideal gases and the formation of liquids......Page 812
26.3 Kinetics of nucleated molecular polymerisation......Page 813
26.4 Molecular mechanisms in protein aggregation......Page 817
26.6 The thermodynamics of self-assembly for systems with defined final structures......Page 818
26.7 Towards the design of self-assembling systems......Page 822
Glossary......Page 826
Bibliography......Page 875
Index......Page 878