CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC

MỞ ĐẦU MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệvàmôitrường - Các thông số nhiệt động - Hàm trạng thái. Hàm quá trình. Quá trình nhiệt động - Nội năng- Công -
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC CHƯƠNG3:NHIỆTĐỘNGHOÁHỌC CH MỞ ĐẦU MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN Hệvàmôitrường- Các thông số nhiệt động- Hàm trạng thái. Hàm quá trình. Quá trình nhiệt động- Nội năng- Công - Nhiệt NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HỌC (NĐH). NỘI DUNG CƠ BẢN-BiỂU THỨC TOÁN-PHÁT BiỂU NGLÍ I NĐH ÁP DỤNG NGUYÊN LÍ I NĐH VÀO HÓA HỌC- Hiệu ứng nhiệt phản ứng.- Hiệu ứng nhiệt đẳng áp, hiệu ứng nhiệt đẳng tích- Định luật Hess và những hệ quả- Sự phụ thuộc của hiệu ứng nhiệt vào nhiệt độ NGUYÊN LÍ II NHIỆT ĐỘNG HỌC- Nội dung cơ bản- Biểu thức toán- Cách phát biểu nglí II theo hàm entropi- Chiều hướng giới hạn xảy ra trong hệ cô lập- Hàm năng lượng tự do- Chiều hướng và giới hạn xảy ra trong hệ kín- Chiều hướng, giới hạn xảy ra trong hệ mởMỞĐẦU Nhiệtđộnghọclàmộtmônkhoahọcnghiêncứu cácquyluậtđiềukhiểnsựtraođổinănglượng,đặcbiệt lànhữngquyluậtcóliênquantớicácbiếnđổinhiệtnăng thànhcácdạngnănglượngkhácvànhữngbiếnđổiqua lạigiữanhữngdạngnănglượngđó. Nhiệtđộnghọchoáhọclàkhoahọcnghiêncứu nhữngứngdụngcủanhiệtđộnghọcvàohoáhọcđểtính toánthăngbằngvềnănglượngvàrútramộtsốđại lượnglàmtiêuchuẩnđểxétđoánchiềuhướngcủamột quátrìnhhóahọc,hóalí.I-Một số khái niệm cơ bản về nhiệt động học1.1HệvàmôitrườngHệthốngNhiệtđộng(gọitắtlàHệ):làmộtvậthaymộtnhómvậtgồm sốlớnnguyêntửphântử(mộtphầncủavũtrụ)lấyrađểnghiêncứu. Phầncònlạigọilàmôitrường. Ranhgiớigiữahệvàmôitrườngcóthểlàthựcvàcũngcóthểlà tưởngtượng.Hệcôlập:làhệkhôngtraođổichấtvànănglượngvớimôitrường ngoài. Thídụ:Nướcđựngtrongphíchkín(vớigiảthiếtphíchkínhoàn toàn).Hệđóng(hệkín):làhệkhôngtraođổichấtnhưngcótraođổinăng lượngvớimôitrườngngoài. Thídụ:Phảnứngtrunghoàxảyratrong1bìnhthuỷtinh,coi nhưnướckhôngbayhơi.Hệmở(hệhở):làhệcótraođổicảchấtvànănglượngvớimôitrường ngoàiquaranhgiới. Thídụ:Cơthểsinhvậtlàmộthệhở. 1.2-Các thông số nhiệt động1.2-Các Các yếu tố như áp suất (P), nhiệt độ (T), thể tích (V), số mol (n) xác định 1 trạng thái nhiệt động được gọi là các thông số nhiệt động (Thông số nhiệt động là các đại lượng vĩ mô). Có 2 loại thông số nhiệt động:thông số cường độ và thông số khuếch độa. Thông số cường độ Thông số nhiệt động không phụ thuộc vào khối lượng, kích thước của hệ, đặc trưng cho một trạng thái chuyển động nào đó của các phần tử trong hệ được gọi là thông số cường độ. Nó không có tính chất cộng tính. Thí dụ: P, To, điện thế… (Phệ = P1 = P2 =….= Pi). Chú ý: Riêng đối với hệ khí lý tưởng thì Phệ = Σi Pi. Khi đó P trở thành thông số khu ếch độ.(Theo ĐAN TƠN).b.Thông số khuếch đô Thông số phụ thuộc vào khối lượng, kích thước của hệ được gọi là thông số khuếch độ. Nó có tính chất cộng tính. Thí dụ: Khối lượng (m), thể tích(v), số mol, diện tích . mhệ = ∑imi 1.3. Hàm trạng thái. Hàm quá trình. Quá trình nhiệt động1.3.Hàm trạng thái: Một hàm số nhiệt động mà sự biến đổi của nó chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối mà không ph ụ thuộc vào các diễn biến trung gian được gọi là hàm trạng thái. Về mặt toán học, hàm trạng thái X có biến thiên vô cùng nh ỏ là một vi phân toàn phần, kí hiệu là dX. Trong quá trình từ trạng thái 1 đến trạng thái 2, biến thiên của hàm được tính theo công th ức: 2 (3.1) ∫ dX = X − X = ∆X 2 1 1 Trong một chu trình, biến thiên đó bằng không.Hàm quá trình: là đại lượng xuất hiện trong quá trình. Vì vậy, nó phụ thuộc vào quá trình. Cùng đi từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 nh ưng theo những quá trình khác nhau thì hàm quá trình có các giá trị khác nhau. Trong nhiệt động học hai hàm quá trình quan trọng là công (W, A) và nhiệt (Q).Quá trình nhiệt động. Quá trình chuyển hệ từ trạng thái này đến trạng thái khác ta nói hệ đã thực hiện một quá trình.• Quá trình đẳng tích: là quá trình xảy ra ở thể tích không đổi.• Quá trình đẳng áp : là quá trình xảy ra ở áp suất không đổi.• Quá trình đẳng nhiệt : là quá trình xảy ra ở nhiệt độ không đổi.• Quá trình đoạn nhiệt : là quá trình xảy ra không có sự trao đổi nhiệt với môi trường.1.4 -Nội năng- Công - Nhiệt1.4 a-Nội năng (E hay U): Năng lượng của hệ gồm 3 phần: + Động năng:có được nếu hệ đang chuyển động + Thế năng: có được nếu hệ nằm trong trường trọng lực + Nội năng:Là đại lượng bao gồm toàn bộ năng lượng của các dạ ...