nhiệt dong hoa hoc 2

CHEMISTRY THERMODYNAMICS NHIEÄT ÑOÄNG HOÙA HOÏC-2 Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH I. Mở đầu. 1. Quá trình tự xảy, quá trình không tự xảy và quá trình cân bằng. 2. Quá trình thuận nghòch và bất thuận nghòch. II. Nguyên lý thứ hai của nhiệt động học. 1. Đònh nghóa entropy. 2. Entropy là tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập. 3. Tính chất và ý nghóa thống kê của entropy. 4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghòch. III. Tiên đề Plank về entropy tuyệt đối. Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH IV. Hàm đặc trưng và phương trình nhiệt động cơ bản. 1. Các hàm đặc trưng. 2. Quan hệ và tính toán các hàm đặc trưng. 3. Các phương trình nhiệt động cơ bản. 4. Dùng các hàm đặc trưng để xét chiều. V. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến thế nhiệt động. 1. Phương trình Gibbs – Helmholtz. 2. Phương trình Chomkin – Svartman. 3. Thế đẳng áp rút gọn. VI. Ảnh hưởng của áp suất đến thế đẳng áp. VII. Đại lượng mol riêng phần và thế hoá học. 1. Đại lượng mol riêng phần. 2. Thế hoá học. Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH I. Mở đầu: 1. Quá trình tự xảy, không tự xảy và quá trình cân bằng: Quá trình tự xảy: Tự diễn biến, cần tác động gì thêm. Nước chảy từ cao xuống thấp Các quá trình ngược lại: không tự xảy. Mọi quá trình tự xảy đều đi đến trạng thái cân bằng. TTCB: Không có thông số nhiệt động nào của hệ là thay đổi nếu không có tác động từ môi trường ngoài. Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH I. Mở đầu: 2. Quá trình thuận nghòch và bất thuận nghòch: Quá trình thuận nghòch: là quá trình khi đi từ trạng thái cuối ngược về trạng thái ban đầu, hệ trải qua một loạt các trạng thái như khi đi từ trạng thái đầu về trạng thái cuối. Môi trường không bò biến đổi gì. Các quá trình không thoả mãn các điều trên là bất thuận nghòch. Chương 2: CHIỀU HƯỚNG VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH I. Mở đầu: 2. Quá trình thuận nghòch và bất thuận nghòch: Đặc điểm của quá trình thuận nghòch: - Xảy ra với tốc độ vô cùng chậm, có thể xem là một dãy các trạng thái cân bằng nối tiếp. - Công hệ sinh trong quá trình thuận nghòch là cực đại, chỉ phụ thuộc trạng thái đầu và trạng thái cuối. Trong thực tế: ta gặp các quá trình bất thuận nghòch, chỉ có một số quá trình gần thuận nghòch. 1. Đònh nghóa entropy: Từ thực nghiệm ta thấy: trong các quá trình thuận nghòch đẳng nhiệt, đẳng áp đại lượng Q TN /T chỉ phụ thuộc điểm đầu, điểm cuối của quá trình , có tính chất của một hàm trạng thái, người ta gọi đó là hàm entropy. T Q S TN =∆ II. NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1. Đònh nghóa entropy: Với quá trình vi cấp: T Q dS TN ∂ = Tích phân, ta có: ∫ ∂ =∆ T Q S TN đó là biểu thức tính biến thiên entropy cho một quá trình bất kỳ. II. NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 1. Đònh nghóa entropy: Xét quá trình đi từ trạng thái A đến trạng thái B theo hai đường: thuận nghòch và bất thuận nghòch. Ta có: U AB = Q TN - A TN = Q BTN - A BTN Do A TN > A BTN nên Q TN > Q BTN . T Q T Q dS BTNTN ∂ > ∂ = Do đó đối với một quá trình bất kỳ: T Q dS ∂ ≥ T Q S ≥∆ Dấu “=“ cho quá trình thuận nghòch và dấu > cho quá trình bất thuận nghòch. → → II. NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 2. Entropy là tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập: Hệ cô lập: δQ = 0, do đó dS ≥ 0 hay ∆S ≥ 0. Nếu dS > 0, tức S tăng, quá trình là tự xảy. Nếu dS = 0 và d 2 S < 0, tức S = S max , quá trình cân bằng. II. NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC [...]... hơi,ngưng tụ, … là các quá trình thuận nghòch, đẳng nhiệt, đẳng áp ∆H T λ ∆S T = = T T λ hh λ nc ∆S hh = ∆S nc = Tnc Thh ,… II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4 Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghòch: b/ Quá trình đẳng nhiệt: Đối với khí lý tưởng: V2 Q T = n.R.T V1 QT V2 P1 ∆S T = = n.R.T ln = n.R.T ln T V1 P2 II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4 Biến thiên entropy của một số... hoặc đẳng tích: Quá trình đẳng áp: T2 ∆S = Quá trình đẳng tích: dT ∫ Cp T T1 T2 ∆S = dT Cv ∫ T T1 II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4 Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghòch: b/ Quá trình đẳng nhiệt: δQ TN 1 QT ∆S T = ∫ = ∫ δQ = T T T II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4 Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghòch: b/ Quá trình đẳng nhiệt: Các quá trình: nóng chảy, đông... = k.lnW Với Do đó: R k= N0 là hằng số Boltzmann W2 ∆S = S1 − S 2 = ln W1 II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 3 Tính chất và ý nghóa thống kê của entropy: Ý nghóa thống kê của entropy: Do xác suất nhiệt động là đại lượng ặc trưng cho độ hỗn độn của hệ, mà S = f(W) nên S cũng đặc trưng ho độ hỗn độn của hệ S tỉ lệ thuận với W II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 3 Tính chất và ý nghóa thống kê... hỗn độn -Từ không đồng nhất đến đồng nhất -Từ xác suất nhiệt động nhỏ đến xác suất nhiệt động lớn -Từ entropy nhỏ đến entropy lớn II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4 Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghòch: a/ Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích: Ta có: dS = δQ TN T T2 ∆S = dT ∫C T T1 và δQTN = C dT, suy ra: II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4 Biến thiên entropy của một số quá...II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 3 Tính chất và ý nghóa thống kê của entropy: Tính chất: + Entropy là một hàm trạng thái, là một thông số dung độ, có tính cộng tính n S = S1 + S 2 + S3 + + S n = ∑ Si i =1 + Entropy là một hàm của xác suất nhiệt động W S = f(W) II NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 3 Tính chất và ý nghóa thống kê của entropy:... Nội năng: U (cal)  Enthalpy: H (cal)  Thế đẳng nhiệt, đẳng áp G (Năng lượng Gibbs):(cal) G = H – TS  Thế đẳng nhiệt, đẳng tích F (Năng lượng Helmoltz): F = U – TS \ \Master's Thesis\file bao cao\Mặt phẳng Helmoltz.ppt IV HÀM ĐẶC TRƯNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN 2 Dùng các hàm đặc trưng để xét chiều a Tiêu chuẩn xét chiều trong các hệ đẳng nhiệt, đẳng áp (dT=0, dP=0) dG ≤ − SdT + VdP − δA'... rắn từ 00K T0K: Khi 00 K RanR1 → Tchph RanR2 → Tnc Long → Thhoi → T 0 K       ∆ST = ∆S1 + ∆S 2 + + ∆S 7 Tchph ∆ST = ∫ 0 + Thh ∫C Tnc L P C R1 P λchph Tnc λnc dT R2 dT + +∫ CP + + Tchph T Tchph T Tnc T dT λhh k dT + + ∫ Cp Thh T Tchph T ST = ∑ C P dT λ +∑ T T III TIÊN ĐỀ PLANK VỀ ENTROPY TUYỆT ĐỐI Ví dụ: Doc1.doc IV HÀM ĐẶC TRƯNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN 1 Định nghĩa các hàm đặc trưng:... CHUẨN XÉT CHIỀU Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp (dT=0, dP=0) -Nếu dG0 (G min) : QT cân bằng Khi q trình là thuận nghịch, độ giảm của thế đẳng áp bằng cơng hữu ích cực đại mà hệ sinh ra Q trình chỉ có thể tự xảy ra khi nó có khả năng sinh cơng, chứ khơng phải có khả năng tỏa nhiệt ∆GT = ∆H T − T∆ST IV HÀM ĐẶC TRƯNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN Ví dụ: ... TRƯNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN Nếu q trình xảy ra trong hệ là thuận nghịch thì cơng hữu ích cực đại mà hệ sinh bằng độ giảm của thế đẳng áp: ' δAmax = − dG Nếu q trình xảy ra trong hệ là bất thuận nghịch thì thế đẳng áp của hệ giảm: dG0 IV HÀM ĐẶC TRƯNG VÀ PHƯƠNG TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN TIÊU . 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 4. Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghòch: b/ Quá trình đẳng nhiệt: Đối với khí lý tưởng: 1 2 T V V .T.R.nQ = 2. cộng tính. ∑ = =++++= n 1i in 321 SS .SSSS + Entropy là một hàm của xác suất nhiệt động W. S = f(W). II. NGUN LÝ THỨ 2 CỦA NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC 3. Tính chất