Bài giảng Bài 4: Nhiệt động hóa học

Bài giảng "Bài 4: Nhiệt động hóa học" cung cấp cho người đọc các kiến thức: Khái niệm, nhiệt động hóa học, hệ nhiệt động, trạng thái, quá trình, năng lượng, nguyên lý 1 – Hiệu ứng nhiệt, nguyên lý 2 – Entropi S. Mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Bài 4: Nhiệt động hóa học THERMOCHEMISTRYNHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC I.KHÁI NIỆM1.Nhiệt động hóa học - Nghiên cứu sự chuyển hóa giữa hóa năng và cácdạng năng lượng khác. - Hiệu ứng nhiệt của quá trình hóa học. - Điều kiện bền cuả hệ hóa học.2.Hệ nhiệt động Là tập hợp một hay nhiều chất ở điều kiện xác định p, t0, nồng độ.Hệ + Môi trường xung quanh = Vũ trụ  Hệ là tập hợp các vật thể xác định trong không gian nào đó và phần còn lại xung quanh gọi là môi trường : VŨ TRỤPhân loại hệ :HỆ HỞ HỆ KÍN HỆ CÔ LẬP Hệ kín chỉ Hệ cô lập không có thể trao trao đổi chất và E đổi E với với MT ngoài MT ngoài Hệ dị thể Hệ đồng thểHệ đoạn nhiệt: DQ = 0Hệ đẳng nhiệt: DT = 0Hệ đẳng áp : DP = 0Hệ đẳng tích : DV = 03.Trạng thái P, Thông t0, số- Một hệ có thể C, trạngtồn tại ở những tháitrạng thái khác V,nhau. năng lượng ….Trạng thái cân bằng: là trạng thái tương ứng với hệcân bằng khi các thông số trạng thái giống nhau ở mọiđiểm của hệ và không thay đổi theo thời gian. Hàm trạng thái Hàm trạng thái : biến thiên giá trị của hàm chỉphụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối của hệ DF = F(cuối) – F (đầu) Là hàm của các thông số trạng thái Hàm trạng thái phụ thuộc vào trạng thái của hệ Các thông số trạng thái có thể là hàm trạng thái nhưng cũng có thể là biến số trạng tháiTrong quá trình biến đổi trạng thái, biến thiên của hàmtrạng thái chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và cuối chứkhông phụ thuộc vào đường đi. A B C Trạng thái chuẩn Chất phải tinh khiết và ở trạng thái liên hợp bền Nếu là chất rắn phải ở dạng đa hình bền. Nếu là chất khí thì phải là khí lý tưởng. Nếu là chất ở trong dung dịch thì C = 1 mol/lít. Áp suất chuẩn là 101,325 kPa (tương ứng 1 atm) Nhiệt độ chuẩn có thể là nhiệt độ bất kỳ, thường là 25oC = 298oK4.Quá trình P1 P2 hệ T1 Quá trình hệ T2 hóa học hóa học C1 C2 V1 V2F1 = F(P1,T1,C1,V1) F2 = F(P2,T2,C2,V2)Một số quá trình hay gặp: - Đẳng áp: P = const - DP=0 - Đẳng tích: V = const - DV=0 - Đẳng nhiệt: T = const - DT= 0QUÁ TRÌNH - là con đường mà hệ chuyển từtrạng thái này sang trạng thái khác có sự biếnđổi ít nhất một thông số trạng tháiQUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCHLà qt có thể tiến hành theo hai chiều ngượcnhau, các trạng thái trung gian giống nhau,không gây nên biến đổi gì trong hệ cũng nhưmôi trường.QUÁ TRÌNH BẤT THUẬN NGHỊCH –Là các qt không thoả mãn các điều kiện trên.Quá trình có ma sát đều là qt bất thuận nghịchCác qt tự xảy ra trong tự nhiên đều là qt bấtthuận nghịch.6.Năng lượngNăng lượng là thước đo sự chuyển động của vật chất Năng lượng = Ngoại năng + Nội năng (U) (động năng, thế năng) 2  P.dV 1 Thực hiện qt Hệ Trao đổi với Môi trường hóa học Nhiệt Q = m c (ts-tđ)NỘI NĂNG (U)U = Etịnh tiến +Equay+Edao động+Ehút,đẩy + EnhânLượng nhiệt trao đổi mà môi trường nhận tính bằng : Q = m c (ts-tđ) - c là nhiệt dung riêng : lượng nhiệt cần cung cấp để 1 gam chất tăng lên 1 độ (cal/g.độ hay J/g.độ) - m khối lượng của hệ m= mct + mdm - tđ , ts nhiệt độ ban đầu và sau phản ứng Nhiệt Q là thước đo sự chuyển động hỗn loạn của hệ Nhiệt độ t0 : biểu hiện mức độ chuyển động hỗn loạn t0  mức độ chuyển động hỗn loạn  2 Công W = P.dV thước đo sự chuyển động có 1  hướng của hệ (chủ yếu là công giãn nở chống lại áp suất)Hiệu ứng nhiệt của một quá trình hóa học là lượngnhiệt hệ thu vào hay tỏa ra khi thực hiện quá trình Đơn vị năng lượng 1 cal = 4,18 J 1 Kcal = 1000 cal•Nhiệt (Q) là thước đosự chuyển động nhiệthỗn loạn của các tiểuphân. Công (W) là thước đo sự chuyển động có trật tự có hướng của các tiểu phân trong trường lực.Quy ước về dấu của nhiệt và côngII.NGUYÊN LÝ I – HIỆU ỨNG NHIỆT1. Nguyên lý I Nội dung : Định luật bảo toàn năng lượng Q = W + DUQ: lượng nhiệt cung cấp cho hệ 2W: công chống lại các lực bên ngoài W =  P.dV 1DU : sự biến đổi nội năng U : năng lượng ...