Bài giảng Hóa lý 1 - Chương 1: Nguyên lý một của nhiệt động học và nhiệt hóa học

Chia sẻ: AndromedaShun _AndromedaShun | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:48

Thêm vào BST

Báo xấu

59
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Hóa lý 1 - Chương 1: Nguyên lý một của nhiệt động học và nhiệt hóa học cung cấp cho học viên những kiến thức về các khái niệm và định nghĩa, nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học, định luật Hess, nhiệt dung, ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt của phản ứng – Định luật Kirchhoff,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Hóa lý 1 - Chương 1: Nguyên lý một của nhiệt động học và nhiệt hóa học

Chương I NGUYÊN LÝ MỘT CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ NHIỆT HÓA HỌC I. Các khái niệm và định nghĩa II. Nguyên lý thứ nhất của nhiệt động lực học III. Định luật Hess IV. Nhiệt dung V. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt của phản ứng – Định luật Kirchhoff
GIỚI THIỆU  Nhiệt hóa học là khoa học nghiên cứu HIỆU ỨNG NHIỆT của các quá trình hoá học.  Nhiệm vụ của nhiệt hoá học Nghiên cứu để TÍNH TOÁN ĐỊNH LƯỢNG HIỆU ỨNG NHIỆT của các quá trình  Cơ sở lý thuyết của nhiệt hóa học nguyên lý I của nhiệt động lực học các định luật có liên quan (định luật Hess, định luật Kirchhoff). 05/18/22 607010 Chương 1 2
I. CÁC KHÁI NIỆM VÀ ĐỊNH NGHĨA HỆ: là phần vật chất vĩ mô được giới hạn để  nghiên cứu  MÔI TRƯỜNG: là phần thế giới xung quanh hệ. Môi trường và hệ có thể tương tác hoặc không tương tác với nhau. 05/18/22 607010 Chương 1 3
 HỆ VĨ MÔ: là hệ gồm một số rất lớn các tiểu phân (hạt) mà ta có thể áp dụng các quy luật xác suất và thống kê.  HỆ NHIỆT ĐỘNG: là hệ đã ở trạng thái cân bằng (là trạng thái mà các tính chất của hệ không thay đổi theo thời gian khi môi trường không tác động đến hệ)  còn gọi là HỆ CÂN BẰNG 05/18/22 607010 Chương 1 4
PHÂN LOẠI HỆ theo tương tác giữa hệ và môi trường (tính chất trao đổi chất và năng lượng) HỆ MỞ HỆ ĐÓNG HỆ CÔ LẬP HỆ ĐOẠN NHIỆT 05/18/22 607010 Chương 1 5
HỆ MỞ: trao đổi cả chất và năng lượng (công, nhiệt…) với môi trường HỆ ĐÓNG: không trao đổi chất, nhưng có thể trao đổi năng lượng với môi trường HỆ CÔ LẬP: không trao đổi cả chất và năng lượng với môi trường 05/18/22 607010 Chương 1 6
HỆ ĐOẠN NHIỆT: không trao đổi nhiệt với môi trường   Hệ cô lập là hệ đoạn nhiệt 05/18/22 607010 Chương 1 7
TRẠNG THÁI: là tập hợp tất cả các thông số vĩ mô đặc trưng cho mỗi hệ. Lưu ý: trạng thái khác với Trạng Thái Tập Hợp: RẮN, LỎNG, KHÍ Ví dụ: một hệ có 1 mol khí ở điều kiện 1 at, 0oC, có thể tích 22,4 L Khi thay đổi (dù là rất nhỏ) một thông số, thì hệ sẽ chuyển sang trạng thái khác. 05/18/22 607010 Chương 1 8
THÔNG SỐ TRẠNG THÁI: là những đại lượng hóa lý vĩ mô đặc trưng cho mỗi trạng thái của hệ. Ví dụ: T nhiệt độ p áp suất V thể tích m khối lượng C nồng độ Cp nhiệt dung khối lượng riêng … 05/18/22 607010 Chương 1 9
2 loại thông số trạng thái: Thông số CƯỜNG ĐỘ: không phụ thuộc vào lượng chất. Ví dụ: T, p …  không thể cộng lại với nhau Thông số DUNG ĐỘ: phụ thuộc vào lượng chất. Ví dụ: V, m …  có thể cộng lại với nhau: V = Vi ; m = mi 05/18/22 607010 Chương 1 10
HÀM TRẠNG THÁI: là những đại lượng đặc trưng cho mỗi trạng thái của hệ, thường được biểu diễn hay tính toán thông qua các thông số trạng thái. Ví dụ: Nội năng U = U(T, V, ni …) Entropy S = S (T, p, ni …) 05/18/22 607010 Chương 1 11
QUÁ TRÌNH: là con đường mà hệ chuyển từ trạng thái này sang trạng thái khác Khi thay đổi một thông số, thì hệ sẽ chuyển sang trạng thái khác, nghĩa là hệ đã thực hiện một quá trình. PHA: là tập hợp tất cả những phần đồng thể của hệ có cùng tính chất hóa, lý ở mọi điểm. 05/18/22 607010 Chương 1 12
NỘI NĂNG (U): là tập hợp tất cả các dạng năng lượng tiềm tàng trong hệ. Không đo được U, chỉ xác định được độ biến thiên U (biểu hiện ra bên ngoài) 05/18/22 607010 Chương 1 13
U là hàm trạng thái U = f (V, T)  a Không đo được U, chỉ xác định được độ biến thiên U (biểu hiện ra bên 05/18/22 607010 Chương 1 14
CÔNG A & NHIỆT Q (HIỆU ỨNG NHIỆT) là hai hình thức truyền năng lượng của hệ NHIỆT CÔNG 05/18/22 607010 Chương 1 15
THU NHIỆT TỎA NHIỆT HỆ ĐOẠN NHIỆT QUY ÖÔÙC Công A Nhiệt Q Heä sinh > 0
NHIỆT CHUYỂN PHA ( ): là nhiệt mà hệ sinh (hay nhận) trong quá trình chuyển từ pha này sang pha khác. Ví dụ: nóng chảy = đông đặc hóa hơi = ngưng tụ thăng hoa = ngưng kết 05/18/22 607010 Chương 1 17
II. NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC “Trong một quá trình bất kỳ, biến thiên nội năng U của hệ bằng nhiệt lượng Q mà hệ nhận trừ đi công A hệ sinh” U = Q A (1.1) Ý nghĩa: Nguyên lý bảo toàn năng lượng
U là một hàm trạng thái (chỉ phụ thuộc vào trạng thái của hệ, không phụ thuộc vào đường đi) U = Q1 – A1 A1 2 Q1 A2 = Q2 – A2 Q2 = Q3 – A3 1 A3 Q3 Khi áp dụng cho quá trình VÔ CÙNG NHỎ: dU = δ Q − δ A (1.2) Trong đó: “d” biểu diễn cho vi phân toàn phần (tương ứng cho hàm trạng thái) “ ” biểu diễn cho biến thiên nhỏ của các đại lượng 05/18/22 607010 Chương 1 19
Xét trường hợp chỉ có CÔNG CƠ HỌC (công thể tích, công giãn nở): Công cơ học : δ A = p.dV dU = δ Q − p.dV V2 ∆U = Q − V1 p.dV 05/18/22 607010 Chương 1 20