Đang tải... (xem toàn văn)
1 §3 ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ II CỦA NĐH VÀO HÓA HỌC – CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA QUÁ TRÌNH Quá trình tự diễn biến và Quá trình không tự diễn biến Quá trình tự diễn biến Quá trình ko tự diễn biến Là[.]
§3 ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ II CỦA NĐH VÀO HÓA HỌC – CHIỀU VÀ GIỚI HẠN TỰ DIỄN BIẾN CỦA Q TRÌNH Q trình tự diễn biến Q trình khơng tự diễn biến: Q trình tự diễn biến Là q trình điều kiện định tự xảy mà không cần tiếp thêm lượng liên tục từ bên vào hệ - Nước: cao thấp Quá trình ko tự diễn biến Là trình khơng thể tự động xảy hệ khơng cung cấp lượng liên tục từ bên - Tốn lượng liên tục để đưa nước lên cao - Nhiệt: nóng lạnh - Tốn lượng để nóng lên - Khí: p cao p thấp - Tốn cơng để nén khí I Ngun lý II nhiệt động học: Entropi (S) - Biểu thức tốn học ngun lý II Có nhiều cách phát biểu nguyên lý II, hóa học, phát biểu nguyên lý II dạng hàm trạng thái entropi thuận lợi Phát biểu: - Tồn hàm trạng thái gọi entropi, kí hiệu S Vậy dS vi phân toàn phần - - Nếu biến đổi thuận nghịch vô nhỏ T = const, hệ trao đổi với môi trường nhiệt lượng 𝛿QTN biến thiên entropi trình 𝛿QTN là: dS = T Vì entropi hàm trạng thái nên hệ chuyển từ trthái (1) sang trthái (2) biến đổi entropi là: 𝟐 𝛿QTN ΔS= 𝑺𝟐 − 𝑺𝟏 = 𝟏 T 𝛿QBTN Nếu biến đổi bất thuận nghịch thì: dS > T 𝟐 𝛿QBTN ΔS= 𝑺𝟐 − 𝑺𝟏 = 𝟏 T I Nguyên lý II nhiệt động học: Biểu thức toán học nguyên lý II: dS Q T S Dấu “=“: qtr thuận nghịch (CB) Q Dấu “>“: qtr bất thuận nghịch T (tự xảy ra) S: entropi, hàm trạng thái đặc trưng cho độ hỗn độn hệ hệ hỗn độn, S lớn: SK > SL > SR Đối với hệ lập: dS Entropi Rắn Tính hỗn loạn Lỏng Entropi Khí I Nguyên lý II nhiệt động học: Đối với hệ cô lập: dS dS = 0: xảy trình thuận nghịch (biến đổi thuận nghịch biến đổi ko thực nên xảy trình thuận nghịch nghĩa hệ ko tiến triển coi đạt cân bằng) entropi hệ cô lập không đổi dS > 0: xảy trình bất thuận nghịch entropi hệ tăng tăng đạt giá trị lớn hệ đạt tới trạng thái cân dS > 0: hệ tự diễn biến dS = 0: hệ trạng thái cân Entropi (S) – Xác suất nhiệt động (W) Xác suất nhiệt động (W) số vi trạng thái có tương ứng với vĩ trạng thái hệ Xét phân bố phân tử khí hộp thể tích V gồm hai ngăn: mol khí A mol khí B ngăn + Trường hợp 1: hai ngăn khơng thơng nhau, khí ngăn, xác suất nhiệt động V NA V NB W1 = ( ) ( ) 2 + Trường hợp 2: hai ngăn thơng khí tự động khuếch tán hai ngăn hộp NA W2 = (V) (V) Ta có W2 >> W1 NB Entropi (S) – Xác suất nhiệt động (W) Quan hệ entropi (S) xác suất nhiệt động (W) Các trình tự diễn biến đưa tới tăng entropi theo chiều tăng xác suất nhiệt động + T/C entropi: tính chất tổng + T/C xác suất nhiệt động: tính chất tích Hệ hai phần: Shệ =S1+ S2 Whệ = W1 W2 Biểu thức đề nghị Boltzman S =k.lnW Trong đó: k số Boltzman = 1,38 10-23 J/K Tính biến thiên entropi số trình: 3.1 Quá trình đẳng nhiệt: T = const Xét dãn nở đẳng nhiệt mol khí lý tưởng T = const U = V2 p1 RT QT A = pdV = dV = RTln = RTln V V1 p2 1 QT V2 p1 ΔS= = Rln = Rln T V1 p2 Tính biến thiên entropi số qtr: 3.2 Q trình đẳng tích: V = const T2 δQ V ΔS = = T T1 3.3 Quá trình đẳng áp: T2 ΔS = T1 δQ p T T2 CV dT T2 T1 T = CV ln T1 p = const T2 = T1 Cp dT T T2 = Cp ln T1 3.4 Qtr biến đổi trạng thái chất nguyên chất: ΔS = ΔH cp Tcp 10 ... tưởng T = const U = V2 p1 RT QT A = pdV = dV = RTln = RTln V V1 p2 1 QT V2 p1 ΔS= = Rln = Rln T V1 p2 Tính biến thiên entropi số qtr: 3 .2 Q trình đẳng tích: V = const T2 δQ V ΔS = = T T1... tích: V = const T2 δQ V ΔS = = T T1 3.3 Quá trình đẳng áp: T2 ΔS = T1 δQ p T T2 CV dT T2 T1 T = CV ln T1 p = const T2 = T1 Cp dT T T2 = Cp ln T1 3.4 Qtr biến đổi trạng thái chất nguyên chất:... ngăn, xác suất nhiệt động V NA V NB W1 = ( ) ( ) 2 + Trường hợp 2: hai ngăn thơng khí tự động khuếch tán hai ngăn hộp NA W2 = (V) (V) Ta có W2 >> W1 NB Entropi (S) – Xác suất nhiệt động (W)