Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 - ĐH Điện lực

Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 cung cấp cho các bạn những kiến thức về nhiệt động hóa học. Đây là tài liệu hữu ích đối với các bạn chuyên ngành Hóa học và những bạn quan tâm tới lĩnh vực này. Mời các bạn tham khảo bài giảng để nắm bắt nội dung chi tiết.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hóa đại cương: Chương 3 - ĐH Điện lực Trường Đại Học Điện Lực Khoa Đại Cương Chương 3. Nhiệt động hóa học I Hệ, pha II Trạng thái II III Quá trình IV Năng lượng I. Hệ, pha 1. Hệ  Hệ + Môi trường xung quanh = Vũ trụ  Phân loại hệ: Hệ đoạn nhiệt: Q = 0. Hệ đẳng nhiệt: T = 0. Hệ đẳng áp : P = 0. Hệ đẳng tích : V = 0. Hệ dị thể Hệ động thể HỆ HỞ HỆ KÍN HỆ CÔ LẬP 2. Pha  Là tập hợp những phần đồng thể của hệ  Giống nhau về thành phần hóa học và tính chất hóa lý.  Được phân cách với các pha khác bởi bề mặt phân chia pha.  Hệ 1 pha: hệ đồng thể  Hệ nhiều pha: hệ dị thể II. Trạng thái 1. Khái niệm và các thông số Trạng thái của hệ được xác định bằng tập hợp các thông số biểu diễn các tính chất hóa lý của hệ.Ví dụ: nhiệt độ, áp suất, thể tích, nồng độ…  Ví dụ : Khí lý tưởng PV = nRT →P = nRT/V Dung dịch m = V.d Trạng thái cân bằng: là trạng thái tương ứng với hệ cân bằng khi các thông số trạng thái giống nhau ở mọi điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian. Các thông số trạng thái  Định nghĩa: là các đại lượng vật lý và nhiệt động biểu diễn trạng thái của hệ  Phân loại: • Thông số khuyếch độ (dung độ) (có tính cộng): là các thông số phụ thuộc vào lượng chất: V, m, năng lượng... • Thông số cường độ (đặc trưng cho hệ): là các thông số không phụ thuộc vào lượng chất: T, p, d, C, thể tích riêng, thể tích mol … 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 2. Hàm trạng thái Một đại lượng được gọi là hàm trạng thái của hệ nếu biến thiên của đại lượng đó chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu vào và trạng thái cuối cùng của hệ, không phụ thuộc vào cách tiến hành Ví dụ: Năng lượng là một hàm trạng thái III. Quá trình Quá trình nhiệt động là mọi biến đổi xảy ra trong hệ có liên quan đến sự biến đổi dù chỉ một tham số trạng thái. Khi có sự biến đổi( dù chỉ là một tham số nhiệt động) sẽ đưa hệ từ trạng thái này sang trạng thái khác). Khi đó ta nói hệ thực hiện một quá trình Quá trình xảy ra ở nhiệt độ không đổi: là quá trình đẳng nhiệt ( T = const) Quá trình xảy ra ở áp suất không đổi: là quá trình đẳng áp ( p = const) Quá trình xảy ra ở thể tích không đổi: là quá trình đẳng tích ( V = const) Quá trình tự diễn biến: là quá trình hệ tự động biến đổi mà không cần sự can thiệp từ bên ngoài Quá trình không tự diễn biến: là quá trình không thực hiện được nếu như không có sự can thiệp từ bên ngoài Quá trình thuận nghịch Quá trình bất thuận nghịch: Tất cả các quá trình tự diễn ra trong tự nhiên đều là bất thuận nghịch. IV. Năng lượng Là thước đo vận động vận động của chất  Động năng: là dạng năng lượng đặc trưng 2 cho mv một vật đang chuyển động: Eđ 2  Thế năng: là dạng năng lượng mà hệ có do vị trí của nó trong trường lực Et mgh  Điện năng: là năng lượng chuyển động của các tiểu phân tích điện ( electron, ion…)  Hóa năng: là năng lượng gắn liền với quá trình biến đổi chất Động năng Ngoại năng Thế năng Năng lượng toàn phần Điện năng Nội năng Hóa năng Định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng Năng lượng vũ trụ là không đổi. Nếu một hệ nào đó giảm năng lượng thì năng lượng môi trường quanh nó phải tăng tương ứng. Khi một dạng năng lượng nào đó chuyển thành dạng khác thì phải có một quan hệ định lượng nghiêm ngặt Năng lượng không tự nhiên sinh ra mà cũng không tự nhiên mất đi, nó chỉ có thể chuyển hóa từ dạng năng lượng này sang dạng năng lượng khác Cách chuyển năng lượng Chuyển Chuyển năng lượng năng lượng thực hiện thực hiện dưới dạng dưới dạng công. nhiệt I Nội dung II Phương trình nhiệt hóa học III I. Nội dung Các đại lượng nhiệt động  Nội năng U  Entanpi H  Nhiệt dung C Nội năng U  Nội năng: dự trữ năng lượng của chất U = E toàn phần – (động năng + thế năng).  Đơn vị đo: J/mol, cal/mol  Không thể xác định được U: U = U2 – U1  Xác định U: Q= U+A= U+p V Trong quá trình đẳng tích: V = 0 QV = U ...