Nhiệt dong hoa hoc 2
Chia sẻ bởi Duy Linh |
Ngày 23/10/2018 |
62
Chia sẻ tài liệu: nhiệt dong hoa hoc 2 thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
CHEMISTRY THERMODYNAMICS
NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC-2
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu.
1. Quá trình tự xảy, quá trình không tự xảy và quá trình cân bằng.
2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch.
II. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học.
1. Định nghĩa entropy.
2. Entropy là tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập.
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy.
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch.
III. Tiên đề Plank về entropy tuyệt đối.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
IV. Hàm đặc trưng và phương trình nhiệt động cơ bản.
1. Các hàm đặc trưng.
2. Quan hệ và tính toán các hàm đặc trưng.
3. Các phương trình nhiệt động cơ bản.
4. Dùng các hàm đặc trưng để xét chiều.
V. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thế nhiệt động.
1. Phương trình Gibbs - Helmholtz.
2. Phương trình Chomkin - Svartman.
3. Thế đẳng áp rút gọn.
VI. Ảnh hưởng của áp suất đến thế đẳng áp.
VII. Đại lượng mol riêng phần và thế hoá học.
1. Đại lượng mol riêng phần.
2. Thế hoá học.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu:
1. Quá trình tự xảy, không tự xảy và quá trình cân bằng:
Quá trình tự xảy: Tự diễn biến, cần tác động gì thêm.
Nước chảy từ cao xuống thấp
Các quá trình ngược lại: không tự xảy.
Mọi quá trình tự xảy đều đi đến trạng thái cân bằng.
TTCB: Không có thông số nhiệt động nào của hệ là thay đổi nếu không có tác động từ môi trường ngoài.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu:
2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch:
Quá trình thuận nghịch: là quá trình khi đi từ trạng thái cuối ngược về trạng thái ban đầu, hệ trải qua một loạt các trạng thái như khi đi từ trạng thái đầu về trạng thái cuối.
Môi trường không bị biến đổi gì.
Các quá trình không thoả mãn các điều trên là bất thuận nghịch.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu:
2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch:
Đặc điểm của quá trình thuận nghịch:
- Xảy ra với tốc độ vô cùng chậm, có thể xem là một dãy các trạng thái cân bằng nối tiếp.
- Công hệ sinh trong quá trình thuận nghịch là cực đại, chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.
Trong thực tế: ta gặp các quá trình bất thuận nghịch, chỉ có một số quá trình gần thuận nghịch.
1. Định nghĩa entropy:
Từ thực nghiệm ta thấy: trong các quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt, đẳng áp đại lượng QTN/T chỉ phụ thuộc điểm đầu, điểm cuối của quá trình , có tính chất của một hàm trạng thái, người ta gọi đó là hàm entropy.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
1. Định nghĩa entropy:
Với quá trình vi cấp:
Tích phân, ta có:
đó là biểu thức tính biến thiên entropy cho một quá trình bất kỳ.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
1. Định nghĩa entropy:
Xét quá trình đi từ trạng thái A đến trạng thái B theo hai đường:
thuận nghịch và bất thuận nghịch.
Ta có: UAB = QTN - ATN = QBTN - ABTN
Do ATN > ABTN nên QTN > QBTN.
Do đó đối với một
quá trình bất kỳ:
Dấu "=" cho quá trình thuận nghịch và dấu > cho quá trình bất thuận nghịch.
→
→
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
2. Entropy là tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập:
Hệ cô lập: ?Q = 0, do đó dS ? 0 hay ?S ? 0.
Nếu dS > 0, tức S tăng, quá trình là tự xảy.
Nếu dS = 0 và d2S < 0, tức S = Smax, quá trình cân bằng.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Tính chất:
+ Entropy là một hàm trạng thái, là một thông số dung độ,
có tính cộng tính.
+ Entropy là một hàm của xác suất nhiệt động W.
S = f(W).
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Thực tế, người ta chứng minh được: S = k.lnW.
Do đó:
là hằng số Boltzmann.
Với
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Ý nghĩa thống kê của entropy: Do xác suất nhiệt động là đại lượng
đặc trưng cho độ hỗn độn của hệ, mà S = f(W) nên S cũng đặc trưng
cho độ hỗn độn của hệ.
S tỉ lệ thuận với W.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Một quá trình sẽ tự xảy theo các chiều:
Từ trật tự đến hỗn độn.
Từ không đồng nhất đến đồng nhất.
Từ xác suất nhiệt động nhỏ đến xác suất nhiệt động lớn.
Từ entropy nhỏ đến entropy lớn.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
a/ Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích:
và ?QTN = C. dT, suy ra:
Ta có: dS =
?S =
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
a/ Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích:
Quá trình đẳng áp:
Quá trình đẳng tích:
?S =
?S =
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
b/ Quá trình đẳng nhiệt:
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
b/ Quá trình đẳng nhiệt:
Các quá trình: nóng chảy, đông đặc, hoá hơi,ngưng tụ, . là các quá
trình thuận nghịch, đẳng nhiệt, đẳng áp.
, .
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
b/ Quá trình đẳng nhiệt:
Đối với khí lý tưởng:
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
VD: Qu� trình dơng d?c BTN ?.doc
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
Entropy của một chất rắn nguyên chất có cấu tạo tinh thể hoàn chỉnh lý tưởng, ở không độ tuyệt đối (0oK) là bằng 0
III. TI�N D? PLANK V? ENTROPY TUY?T D?I
Ở 00K các chất rắn nguyên chất, có cấu tạo tinh thể hoàn chỉnh sẽ ở trạng thái trật tự nhất
Xét quá trình đưa một chất rắn từ 00K T0K:
III. TI�N D? PLANK V? ENTROPY TUY?T D?I
Ví dụ: Doc1.doc
III. TI�N D? PLANK V? ENTROPY TUY?T D?I
1. Định nghĩa các hàm đặc trưng: là 1 HTT mà qua nó và đạo hàm các cấp của nó có thể xác định được thông số vĩ mô của hệ
Entropy: S (cal/K)
Nội năng: U (cal)
Enthalpy: H (cal)
Thế đẳng nhiệt, đẳng áp G (Năng lượng Gibbs):(cal)
G = H – TS
Thế đẳng nhiệt, đẳng tích F (Năng lượng Helmoltz):
F = U – TS
....Master`s Thesisfile bao caoMặt phẳng Helmoltz.ppt
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
Vì công hữu ích hệ sinh
2. Dùng các hàm đặc trưng để xét chiều
a. Tiêu chuẩn xét chiều trong các hệ đẳng nhiệt, đẳng áp (dT=0, dP=0)
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
Nếu quá trình xảy ra trong hệ là thuận nghịch thì công hữu ích cực đại mà hệ sinh bằng độ giảm của thế đẳng áp:
Nếu quá trình xảy ra trong hệ là bất thuận nghịch thì thế đẳng áp của hệ giảm:
Nếu quá trình xảy ra trong hệ là bất thuận nghịch thì thế đẳng áp của hệ giảm:
dG<0
G đạt MIN hay dG=0 và d2G >0
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
TIÊU CHUẨN XÉT CHIỀU
Khi quá trình là thuận nghịch, độ giảm của thế đẳng áp bằng công hữu ích cực đại mà hệ sinh ra
Quá trình chỉ có thể tự xảy ra khi nó có khả năng sinh công, chứ không phải có khả năng tỏa nhiệt
Ví dụ:
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC-2
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu.
1. Quá trình tự xảy, quá trình không tự xảy và quá trình cân bằng.
2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch.
II. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học.
1. Định nghĩa entropy.
2. Entropy là tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập.
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy.
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch.
III. Tiên đề Plank về entropy tuyệt đối.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
IV. Hàm đặc trưng và phương trình nhiệt động cơ bản.
1. Các hàm đặc trưng.
2. Quan hệ và tính toán các hàm đặc trưng.
3. Các phương trình nhiệt động cơ bản.
4. Dùng các hàm đặc trưng để xét chiều.
V. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thế nhiệt động.
1. Phương trình Gibbs - Helmholtz.
2. Phương trình Chomkin - Svartman.
3. Thế đẳng áp rút gọn.
VI. Ảnh hưởng của áp suất đến thế đẳng áp.
VII. Đại lượng mol riêng phần và thế hoá học.
1. Đại lượng mol riêng phần.
2. Thế hoá học.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu:
1. Quá trình tự xảy, không tự xảy và quá trình cân bằng:
Quá trình tự xảy: Tự diễn biến, cần tác động gì thêm.
Nước chảy từ cao xuống thấp
Các quá trình ngược lại: không tự xảy.
Mọi quá trình tự xảy đều đi đến trạng thái cân bằng.
TTCB: Không có thông số nhiệt động nào của hệ là thay đổi nếu không có tác động từ môi trường ngoài.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu:
2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch:
Quá trình thuận nghịch: là quá trình khi đi từ trạng thái cuối ngược về trạng thái ban đầu, hệ trải qua một loạt các trạng thái như khi đi từ trạng thái đầu về trạng thái cuối.
Môi trường không bị biến đổi gì.
Các quá trình không thoả mãn các điều trên là bất thuận nghịch.
Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
I. Mở đầu:
2. Quá trình thuận nghịch và bất thuận nghịch:
Đặc điểm của quá trình thuận nghịch:
- Xảy ra với tốc độ vô cùng chậm, có thể xem là một dãy các trạng thái cân bằng nối tiếp.
- Công hệ sinh trong quá trình thuận nghịch là cực đại, chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối.
Trong thực tế: ta gặp các quá trình bất thuận nghịch, chỉ có một số quá trình gần thuận nghịch.
1. Định nghĩa entropy:
Từ thực nghiệm ta thấy: trong các quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt, đẳng áp đại lượng QTN/T chỉ phụ thuộc điểm đầu, điểm cuối của quá trình , có tính chất của một hàm trạng thái, người ta gọi đó là hàm entropy.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
1. Định nghĩa entropy:
Với quá trình vi cấp:
Tích phân, ta có:
đó là biểu thức tính biến thiên entropy cho một quá trình bất kỳ.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
1. Định nghĩa entropy:
Xét quá trình đi từ trạng thái A đến trạng thái B theo hai đường:
thuận nghịch và bất thuận nghịch.
Ta có: UAB = QTN - ATN = QBTN - ABTN
Do ATN > ABTN nên QTN > QBTN.
Do đó đối với một
quá trình bất kỳ:
Dấu "=" cho quá trình thuận nghịch và dấu > cho quá trình bất thuận nghịch.
→
→
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
2. Entropy là tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập:
Hệ cô lập: ?Q = 0, do đó dS ? 0 hay ?S ? 0.
Nếu dS > 0, tức S tăng, quá trình là tự xảy.
Nếu dS = 0 và d2S < 0, tức S = Smax, quá trình cân bằng.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Tính chất:
+ Entropy là một hàm trạng thái, là một thông số dung độ,
có tính cộng tính.
+ Entropy là một hàm của xác suất nhiệt động W.
S = f(W).
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Thực tế, người ta chứng minh được: S = k.lnW.
Do đó:
là hằng số Boltzmann.
Với
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Ý nghĩa thống kê của entropy: Do xác suất nhiệt động là đại lượng
đặc trưng cho độ hỗn độn của hệ, mà S = f(W) nên S cũng đặc trưng
cho độ hỗn độn của hệ.
S tỉ lệ thuận với W.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
3. Tính chất và ý nghĩa thống kê của entropy:
Một quá trình sẽ tự xảy theo các chiều:
Từ trật tự đến hỗn độn.
Từ không đồng nhất đến đồng nhất.
Từ xác suất nhiệt động nhỏ đến xác suất nhiệt động lớn.
Từ entropy nhỏ đến entropy lớn.
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
a/ Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích:
và ?QTN = C. dT, suy ra:
Ta có: dS =
?S =
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
a/ Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích:
Quá trình đẳng áp:
Quá trình đẳng tích:
?S =
?S =
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
b/ Quá trình đẳng nhiệt:
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
b/ Quá trình đẳng nhiệt:
Các quá trình: nóng chảy, đông đặc, hoá hơi,ngưng tụ, . là các quá
trình thuận nghịch, đẳng nhiệt, đẳng áp.
, .
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
b/ Quá trình đẳng nhiệt:
Đối với khí lý tưởng:
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch:
VD: Qu� trình dơng d?c BTN ?.doc
II. NGUY�N L� TH? 2 C?A NHI?T D?NG L?C H?C
Entropy của một chất rắn nguyên chất có cấu tạo tinh thể hoàn chỉnh lý tưởng, ở không độ tuyệt đối (0oK) là bằng 0
III. TI�N D? PLANK V? ENTROPY TUY?T D?I
Ở 00K các chất rắn nguyên chất, có cấu tạo tinh thể hoàn chỉnh sẽ ở trạng thái trật tự nhất
Xét quá trình đưa một chất rắn từ 00K T0K:
III. TI�N D? PLANK V? ENTROPY TUY?T D?I
Ví dụ: Doc1.doc
III. TI�N D? PLANK V? ENTROPY TUY?T D?I
1. Định nghĩa các hàm đặc trưng: là 1 HTT mà qua nó và đạo hàm các cấp của nó có thể xác định được thông số vĩ mô của hệ
Entropy: S (cal/K)
Nội năng: U (cal)
Enthalpy: H (cal)
Thế đẳng nhiệt, đẳng áp G (Năng lượng Gibbs):(cal)
G = H – TS
Thế đẳng nhiệt, đẳng tích F (Năng lượng Helmoltz):
F = U – TS
....Master`s Thesisfile bao caoMặt phẳng Helmoltz.ppt
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
Vì công hữu ích hệ sinh
2. Dùng các hàm đặc trưng để xét chiều
a. Tiêu chuẩn xét chiều trong các hệ đẳng nhiệt, đẳng áp (dT=0, dP=0)
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
Nếu quá trình xảy ra trong hệ là thuận nghịch thì công hữu ích cực đại mà hệ sinh bằng độ giảm của thế đẳng áp:
Nếu quá trình xảy ra trong hệ là bất thuận nghịch thì thế đẳng áp của hệ giảm:
Nếu quá trình xảy ra trong hệ là bất thuận nghịch thì thế đẳng áp của hệ giảm:
dG<0
G đạt MIN hay dG=0 và d2G >0
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
TIÊU CHUẨN XÉT CHIỀU
Khi quá trình là thuận nghịch, độ giảm của thế đẳng áp bằng công hữu ích cực đại mà hệ sinh ra
Quá trình chỉ có thể tự xảy ra khi nó có khả năng sinh công, chứ không phải có khả năng tỏa nhiệt
Ví dụ:
IV. H�M D?C TRUNG V� PHUONG TRÌNH NHI?T D?NG CO B?N
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Duy Linh
Dung lượng: |
Lượt tài: 0
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)