Bài giảng Hoá đại cương: Chương 3 - Nguyễn Văn Hòa (2022)

Bài giảng Hoá đại cương: Chương 3 cung cấp cho người học những kiến thức như: Một số khái niệm; Nguyên lý I và hiệu ứng nhiệt; Nguyên lý II và entropy; Thế đẳng áp và chiều xảy ra quá trình hóa học; Cân bằng hóa học. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Hoá đại cương: Chương 3 - Nguyễn Văn Hòa (2022) CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC NỘI DUNG TÀI LIỆU1. Một số khái niệm [1] – Chương 6: trang 226 – 782. Nguyên lý I và Chương 7: trang 257 – 275 hiệu ứng nhiệt Chương 8: trang 276 – 2973. Nguyên lý II và [2] – Chapter 6: page 182 – 214 entropy Chapter 14: page 486 – 5194. Thế đẳng áp và Chapter 18: page 606 – 635 chiều xảy ra quá trình hóa học5. Cân bằng hóa học Chương 3 nvhoa102@gmail.com 1 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC1. Một số khái niệm Hệ (nhiệt động): Hệ là tập hợp các vật thể xácđịnh trong không gian nào đó và phần còn lại xungquanh là môi trường. Đối với hóa học, hệ là lượngnhất định của một hay nhiềuchất ở điều kiện nhiệt độ, nồngđộ và áp suất nào đó. Chương 3 nvhoa102@gmail.com 2 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC Các loại hệ: hệ hở, hệ kín, hệ cô lập, hệ đồng thể,hệ dị thể, pha, hệ cân bằng. Chương 3 nvhoa102@gmail.com 3 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC Trạng thái (nhiệt động): Trạng thái của hệ được xác địnhbằng tập hợp các thông số biểu diễn các tính chất hóa lý củahệ như nhiệt độ, áp suất, thành phần, năng lượng, thể tích …những thông số này gọi là thông số trạng thái (gồm thông sốdung độ và thông số cường độ). Trạng thái cân bằng: là trạng thái tương ứng với hệ cânbằng. Quá trình (nhiệt động): là sự biến đổi trong hệ mà ở đócó ít nhất 1 thông số trạng thái bị thay đổi.Quá trình: đẳng áp, đẳng nhiệt, đẳng tích, thuận nghịch vàbất thuận nghịch. Chương 3 nvhoa102@gmail.com 4 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC2. Nguyên lý I và hiệu ứng nhiệt2.1. Nguyên lý I, nội năng và công a. Nội năng của hệ (U): là nănglượng sẵn có bên trong hệ, bao gồm:năng lượng chuyển động tịnh tiến,chuyển động quay và dao động củaphân tử, lực hút (đẩy) giữa các phântử trong hệ…Nội năng là thông số dung độ (tỷ lệvới lượng chất) Chương 3 nvhoa102@gmail.com 5 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC Khi hệ chuyển từ trạngthái 1 sang trạng thái 2, độbiến đổi nội năng của hệ: U = U2  U1 Nội năng là một hàmtrạng thái, nghĩa là giá trịcủa nó không phụ thuộcvào cách biến đổi hệ(không phụ thuộc vàođường đi của quá trình). Chương 3 nvhoa102@gmail.com 6 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC b. Công (w – work): Công là sự truyền nănglượng vào hoặc ra khỏi hệ dưới dạng lực để chống lạicác lực từ bên ngoài tác dụng lên hệ khi hệ chuyển từtrạng thái 1 sang trạng thái 2. Lực bên ngoài tác dụnglên hệ: áp suất, điệntrường, từ trường, sứccăng bề mặt… Chương 3 nvhoa102@gmail.com 7 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC Đối với quá trình hóa học, công chủ yếu là cônggiãn nở chống lại áp suất bên ngoài: v2 w    PdV    PdV 2 1 v1 c. Nguyên lý I: Khi cung cấp cho hệ 1 lượng nhiệtlà Q thì lượng nhiệt này được dùng để tăng nội năngU của hệ và để thực hiện 1 công w chống lại các lựcbên ngoài tác dụng lên hệ: Q = U + (-w) hay U = Q + w Chương 3 nvhoa102@gmail.com 8 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC2.2. Các quá trình đẳng tích, đẳng áp và nội năng,entanpy, hiệu ứng nhiệt Áp dụng nguyên lý I (U = Q + w), xét các quátrình đẳng tích, đẳng áp:a. Quá trình đẳng tích, nội năng và nhiệt đẳng tích Quá trình đẳng tích: V = const  dV = 0  w = 0  Qv = U (Qv: nhiệt đẳng tích) Quá trình đẳng tích: lượng nhiệt mà hệ trao đổidùng để biến đổi nội năng của hệ. Chương 3 nvhoa102@gmail.com 9 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌCb. Quá trình đẳng áp, entanpy và nhiệt đẳng ápQuá trình đẳng áp: P = const  w = -P(V2 – V1) = -PV U = Q + wQp = U + PV = (U2-U1) + P(V2-V1) = (U2+PV2) – (U1+PV1)Đặt: (U + PV) = H  Qp = H2 – H1 = H H = U + PV Quá trình đẳng áp: nhiệtQp: nhiệt đẳng áp; mà hệ trao đổi được dùngH: entanpy; để biến đổi entanpy.H: biến đổi entanpy. Chương 3 nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG 3: NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HÓA HỌC2.3. Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa họca. Độ biến đổi nội năng, độ biến đổi entanpy và ...