Bài giảng: Chương 6. Nhiệt hóa học

Chia sẻ: Suzucho Suku | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

298
lượt xem 66
download

Bài giảng: Chương 6. Nhiệt hóa học

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Hệ là lượng nhất định của một hay nhiều chất ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và nồng độ nhất định

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng: Chương 6. Nhiệt hóa học

CHƯƠNG 6 NHIỆT HÓA HỌC CHEMICAL THERMODYNAMICS 1
NGUYÊN LÝ 1 2
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN • Systems and Surroundings (Hệ thống và môi trường) • System (Hệ): part of the universe we are interested in. • Surroundings(môi trường ): the rest of the universe. 3
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN a. Hệ: là lượng nhất định của một hay nhiều chất ở điều kiện nhiệt độ, áp suất và nồng độ nhất định - Hệ mở - hệ kín - hệ cô lập - hệ đoạn nhiệt - Hệ đồng thể, dị thể, 4
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN b. Trạng thái tập hợp tất cả các tính chất vĩ mô của hệ - Thông số trạng thái: T, P, V, m, C, d, Cp,… - Thông số cường độ: T, P, C, d,.. - Thông số dung độ: V, m, U,.. - Hàm trạng thái U = f(T,P,n,…) 5
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN c. Quá trình Con đường mà hệ chuyển từ TT này sang TT khác - Quá trình mở - Quá trình kín (chu trình) - Quá trình có V, P, T, q = const - Hàm quá trình d. Pha tập hợp những phần đồng thể của hệ có cùng tính chất lý hóa 6
2. NHIỆT VÀ CÔNG Năng lượng là thước đo độ vận động của vật chất. ứng với những hình thái vận động khác nhau của vật chất chúng ta có những hình thái năng lượng khác nhau như thế năng, động năng, nội năng… Hai dạng thể hiện của năng lượng hóa học là: NHIỆT (Q) và CÔNG (W) Lưu ý: không có giá trị năng lượng bằng 0 tuyệt đối mà chỉ có năng lượng bằng 0 ứng với một hệ quy chiếu chuẩn nào đó. 7
Nhiệt Nhiệt (q) là thước đo sự chuyển động hỗn loạn (chuyển động nhiệt) của các tiểu phân tạo nên chất hay hệ. Công Công (w) là thước đo sự chuyển động có trật tự và có hướng của các tiểu phân theo hướng của trường lực Nội năng (U) Nội năng (U) là năng lượng có sẵn, ẩn dấu bên trong hệ 8
Quy ước về dấu Theo qui ước về dấu của nhiệt động học: • Nếu hệ tỏa nhiệt thì nhiệt có trị số âm, q < 0. • Nếu hệ thu nhiệt thì nhiệt có trị số dương, q > 0. • Nếu hệ nhận công thì công có trị số âm, W < 0. • Nếu hệ sinh công thì công có trị số dương, W > 0. 9
3. NGUYÊN LÝ I – NHIỆT ĐỘNG HỌC BIỂU THỨC TOÁN HỌC Nếu qi và wi là nhiệt và công trao đổi giữa hệ với môi trường ngoài theo đường quá trình i thì qi và wi riêng rẽ thay đổi theo đường quá trình nhưng tổng số qi + wi luôn luôn là một hằng số không tùy thuộc đường quá trình mà chỉ tùy thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà thôi DU = Q + A Do quy ýớc về dấu nên biểu thức nguyên lý 1 được viết lại như sau: DU = Q - A 10
NHIỆT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH a. Quá trình đẳng tích V= hằng số, dV=0 QV = ΔU b. Quá trình đẳng áp P = hằng số, dP=0 Qp = ΔH pV=nRT Nếu hệ là khí lý tưởng thì Wp = nRΔT ΔUp = Qp – nRΔT 11
NHIỆT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH c. Quá trình giản nở đẳng nhiệt KLT Định luật Joule: nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ ΔU T = 0 12
4. ĐỊNH LUẬT HESS Nội dung định luật Hess Trong quá trình đẳng áp hay đẳng tích, nhiệt phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối mà không phụ thuộc vào trạng thái trung gian của quá trình QV = ΔU và Qp = ΔH Đối với các quá trình của khí lý tưởng: ΔH = ΔU + RTΔn. H = U + PV ( enthalpy) – hàm trạng thái 13
4. ĐỊNH LUẬT HESS Hệ quả định luật Hess ΔHnghịch = - ΔHthuận ΔHphản ứng = ΔHssp ΔHstc ΔHphản ứng = ΔHctc ΔHcsp ΔHs : nhiệt sinh, nhiệt tạo thành ΔHc : nhiệt cháy, thiêu nhiệt 14
MỐI QUAN HỆ GIỮA ENTANPI VÀ NỘI NĂNG Đối với những quá trình có chất phản ứng hay sản phẩm phản ứng ở thể khí thì DH và DU có thể khác xa nhau. Với chất khí: PDV = DnRT Trong đó Dn là hiệu số phân tử gam của các sản phẩm khí với số phân tử gam của các chất khí tham gia phản ứng. Như vậy: DH = DU + DnRT Khi Dn = 0 thì DH = DU , nhưng khi Dn ¹ 0 thì DH ¹ DU 15
5. NHIỆT DUNG (C) Nhiệt dung: Nhiệt dung riêng của một chất bất kỳ là nhiệt lượng cần cung cấp cho một đơn vị khối lượng chất đó để làm tăng nhiệt độ thêm 1o dQ - Nhiệt dung riêng c= dT dQv - Nhiệt dung đẳng tích cv = dT dQp - Nhiệt dung đẳng áp cp = dT Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nhiệt dung Cp = ao + a1.T + a2.T2 + .. 16
6. NHIỆT CHUYỂN PHA (λcp) • Nhiệt chuyển pha là nhiệt lượng cần thiết cần cung cấp cho một đơn vị khối lượng chất thực hiện quá trình chuyển pha • Quá trình chuyển pha các chất nguyên chất là đẳng nhiệt - Nhiệt hóa hơi và nhiệt ngưng tụ: λhh = - λnt - Nhiệt nóng chảy và nhiệt đông đặt: λnc = - λđđ - Nhiệt thăng hoa λth = λnc + λhh 17
7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt phản ứng Định luật Kirchhoff ∆HT = ∆Ho + ∫∆CpdT Công thức gần đúng (trong khoảng nhiệt độ hẹp) ∆HT2 = ∆H1 + ∆Cp(T2 – T1) 18
NGUYÊN LÝ 2 19
1. Sự biến đổi tự nhiên • Là một biến đổi xảy ra được một cách tự nhiên mà không cần tác động của yếu tố bên ngoài. • Một biến đổi tự nhiên không nhất thiết phải xảy ra nhanh. • Chiều của biến đổi tự nhiên có thể phụ thuộc vào nhiệt độ. • Xét về mặt năng lượng các quá trình hóa học có xu hướng tự diễn ra khi có sự giảm enthalpy. 20