Nhiệt động hóa học 1

CHEMISTRY THERMODYNAMICS
NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản.
1. Hệ và sự phân loại chúng.
2. Trạng thái và thông số trạng thái.
3. Quá trình, nội năng, nhiệt và công.
II. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học.
1. Phát biểu.
2. Áp dụng nguyên lý thứ nhất vào một số quá trình.
III. Định luật Hess - Hiệu ứng nhiệt của một phản ứng hoá học.
1. Định luật Hess.
2. Các hệ quả.
IV. Nhiệt dung:
1. Định nghĩa các loại nhiệt dung.
2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nhiệt dung.
V. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt của phản ứng - Định luật Kirchhoff.
1. Định luật Kirchhoff.
2. Các công thức gần đúng.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
1. Hệ và sự phân loại chúng:

Hệ: một phần vật chất giới hạn để nghiên cứu.
Hệ vĩ mô: là hệ có một số rất lớn tiểu phân. Khi đó phần vật chất bao xung quanh hệ gọi là môi trường.
Hệ mở: có trao đổi vật chất, năng lượng với môi trường ngoài, tức hệ không cô lập.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
1. Hệ và sự phân loại chúng:

Hệ đóng: có trao đổi năng lượng với môi trường ngoài, không trao đổi vâ�t chất.
Hệ đoạn nhiệt: không trao đổi nhiệt với môi trường ngoài.
? Hệ cô lập là hệ đóng và đoạn nhiệt.
Hệ nhiệt động: có các thông số không thay đổi theo thời gian khi môi trường không tác động lên hệ.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
1. Hệ và sự phân loại chúng:

Pha: là một phần hay toàn bộ hệ, ở đó chúng có tính chất hoá lý như nhau tại mọi điểm.
Các pha phân cách nhau bởi bề mặt phân chia pha.
Hệ chỉ gồm một pha gọi là hệ đồng thể. Hệ có hai pha trở lên là hệ dị thể.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
2. Trạng thái và thông số trạng thái:

Trạng thái là tập hợp tất cả các tính chất vĩ mô của hệ.
Chỉ cần một tính chất vĩ mô thay đổi, trạng thái của hệ cũng sẽ thay đổi.
Thông số trạng thái: là các đại lượng hóa lý vĩ mô dặc trưng cho từng tính chất vĩ mô của hệ.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
2. Trạng thái và thông số trạng thái:

Có hai loại thông số trạng thái.
Thông số cường độ: độc lập với khối lượng vật chất của hệ.
Ví dụ: nhiệt độ, áp suất, nồng độ, khối lượng riêng, .
Thông số dung độ: phụ thuộc khối lượng vật chất của hệ.
Ví dụ: thể tích, khối lượng, nội năng, .
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC

I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
2. Trạng thái và thông số trạng thái:

Thông số dung độ có tính cộng tính. Tức : dung độ của một hệ bằng tổng dung độ các hợp phần tạo ra nó.

Một hệ cô lập chưa ở trạng thái cân bằng thì sớm hay muộn nó cũng tự chuyển dời đến trạng thái cân bằng.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
2. Trạng thái và thông số trạng thái:

Hàm trạng thái: là các đại lượng dặc trưng cho trạng thái của hệ, chúng là hàm của các thông số trạng thái. Vi phân của các hàm trạng thái là vi phân toàn phần.
Ví dụ: U = f(T, P)

dU =
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
3. Quá trình, nội năng, nhiệt và công:

Quá trình: là con đường mà hệ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác.
Nội năng: là một hàm trạng thái, có giá trị xác định tại mỗi trạng thái và không phụ thuộc con đường đi đến trạng thái đó.
Ta chỉ đo được chênh lệch nội năng khi hệ thực hiện được một quá trình.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
I. Các khái niệm và đại lượng cơ bản:
3. Quá trình, nội năng, nhiệt và công:

Định luật Joule: Nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc nhiệt độ.
Nhiệt và công: hai hình thức truyền năng lượng của hệ. Chúng không phải là những hàm trạng thái, chúng có vi phân riêng phần.
Quy ước dấu: hệ sinh công: A > 0.
hệ nhận công: A < 0.
hệ sinh nhiệt: Q < 0.
hệ nhận nhiệt: Q > 0.
Phần 1: NHIỆT HOÁ HỌC
II. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học:
1. Phát biểu: Trong một quá trình bất kỳ, biến thiên nội năng U của một hệ bằng nhiệt Q mà hệ nhận trừ công A mà hệ sinh.
?U = Q - A.
Đối với một quá trình vi cấp:
.
Nếu công chỉ là công cơ học: