Bài giảng hóa lý 1 chương 3 nguyễn thị tuyết mai

Ảnh hưởng của áp suất đến nhiệt độ chuyển phaPhương trình Clausius Clapeyron I3.. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến áp suất hơi bão hòaPhương trình Clausius Clapeyron II4.. Giản đồ pha hệ một c

LOGO HÓA LÝ I TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Bộ mơn Hóa lý, Viện Kỹ thuật Hóa học Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội Email: mai.nguyenthituyet1@hust.edu.vn Chương SỰ CHUYỂN PHA TRONG HÓA LÝ I HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT Sự chuyển pha loại Ảnh hưởng áp suất đến nhiệt độ chuyển pha Phương trình Clausius Clapeyron I Ảnh hưởng nhiệt độ đến áp suất bão hòa Phương trình Clausius Clapeyron II Giản đồ pha hệ chất nguyên chất TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Câu hỏi thảo luận Tại nấu ăn núi thức ăn lâu chín so với nấu vùng đồng ? Tại nấu nồi áp suất đồ ăn nhanh chín ? Làm cách để sấy khô vật chất (đường, muối, thức ăn, trái cây, tinh dầu…) mà khơng làm nóng chảy/phân hủy chúng ? Sự chuyển pha loại HÓA LÝ I CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT V  CP Chuyển pha loại (thường gặp: nóng chảy, kết tinh, ngưng tụ, bay hơi) Chuyển pha loại (KL thông thường →chất siêu dẫn nhiệt độ thấp Fe thuận từ → Fe nghịch từ) Nhiệt độ Chuyển pha loại 1: thay đổi nhảy vọt thông số nhiệt động TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Sự chuyển pha loại HÓA LÝ I CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT Hệ chất nguyên chất: • Khí/lỏng: pha (trừ He lỏng) • Rắn: có nhiều pha (số pha = số dạng thù hình) • Sự chuyển pha: chuyển đổi trạng thái tập hợp  thay đổi đột ngột tính chất hệ (khối lượng riêng, nhiệt dung, thể tích, hiệu ứng nhiệt…) • Cân pha hệ chất nguyên chất: cân trạng thái tập hợp chất TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Sự chuyển pha loại HÓA LÝ I CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT Áp dụng quy tắc pha Gibbs: Bậc tự C = k - f + C=3-f C0f3  số pha lớn tồn trạng thái cân bằng: TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Sự chuyển pha loại HÓA LÝ I CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT C= -f f=1C=2 Hệ pha, P T thay đổi tùy ý (trong giới hạn xác định) mà hệ tồn dạng pha f=2C=1 Hệ pha, biến, thơng số thay đổi thơng số lại phải thay đổi theo: T = f(P) P = f(T) f=3C=0 Chỉ tồn cân pha điều kiện bên hoàn toàn xác định (P T =const) TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Ảnh hưởng áp suất tới HÓA LÝ I nhiệt độ chuyển pha CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT A () ↔ A () f =  c =  T = f(P) Điều kiện cân pha T=const P=const:  =  Chất nguyên chất:  = G  G = G Khi có thay đổi P → P + dP T → T + dT Hệ thiết lập CB mới: G + dG = G + dG Mà G = G  dG = dG TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Ảnh hưởng áp suất tới HÓA LÝ I nhiệt độ chuyển pha CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT Phương trình T (K); V (L/mol); Clausius – Clapeyron I  (atm.L/mol) TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN Ảnh hưởng áp suất tới HÓA LÝ I nhiệt độ chuyển pha CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT Q trình sơi (hóa hơi): V=(Vh – Vl)>0; hh>0  dT  0 P tăng  Ts tăng dP Quá trình nóng chảy: V=(Vl - Vr)>0; nc>0  dT   P tăng  Tnc tăng dP Riêng trường hợp nước: V= (Vl - Vr)0  dT   P tăng  Tnc giảm dP T (K); V (L/mol);  (atm.L/mol) 10 TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN HÓA LÝ I Giản đồ pha hệ chất nguyên chất CHƯƠNG CB PHA HỆ CHẤT NGUYÊN CHẤT Điểm nóng chảy: Ở P xác định, pha L R tồn tại, nằm cân với → Nhiệt độ nóng chảy (Tnc) = Nhiệt độ kết tinh (Tkt) 20 TS Nguyễn Thị Tuyết Mai Hóa Lý, ĐHBKHN