e) Cách tính trạng thái lai hố
1.1.3.2. Công và Nhiệt
Công (A) và Nhiệt (Q) không phải là năng lượng mà chỉ là những hình thức khác nhau của sự truyền năng lượng từ hệ này sang hệ khác hay giữa hệ với môi trường.
+ Nếu sự truyền năng lượng gắn liền với sự chuyển động định hướng của hệ nhận thì sự truyền năng lượng đó được thực hiện dưới dạng công.
+ Nếu sự truyền năng lượng có liên quan đến sự tăng mức độ chuyển động hỗn loạn của các phần tử trong hệ nhận thì sự truyền năng lượng đó được thực hiện dưới dạng nhiệt.
Công (A) và Nhiệt (Q) chỉ xuất hiện khi hệ có sự biến đổi từ trạng thái này sang trạng thái khác và chúng phụ thuộc vào các q trình biến đổi đó.
Người ta quy ước:
A nhận dấu (+) khi sinh công và nhận dấu (-) khi nhận công. Q nhận dấu (+) khi thu nhiệt và nhận dấu (-) khi toả nhiệt.
Trong quá trình biến đổi đẳng áp đẳng nhiệt lượng nhiệt trao đổi được gọi là nhiệt đẳng áp kí hiệu là Qp với q trình biến đổi đẳng tích đẳng nhiệt lượng nhiệt trao đổi được gọi là nhiệt đẳng tích kí hiệu là Qv.
1.2. Nguyên lý I của nhiệt động học
Giả sử có một hệ kín ở trạng thái 1 chuyển sang trạng thái 2, khi đó hệ trao đổi năng lượng với môi trường xung quanh dưới dạng nhiệt Q và cơng A thì tổng A + Q là một hằng số(const) chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ mà hồn tồn khơng phụ thuộc vào đường đi.
Với U là biến thiên nội năng của hệ
Trong các quá trình khác nhau đưa hệ từ trạng thái 1 sang trạng thái 2 thì Q và A sẽ nhận những giá trị khác nhau nhưng U thì ln có giá trị khơng đổi.
Ví dụ: Xét một ắc quy khi tích điện có nội năng U1 và khi phóng điện có nội năng U2 ta có U = U2 - U1 < 0, q trình phóng điện có thể thực hiện bằng các cách sau:
- Nối 2 cực của ắc quy với một điện trở A = 0, Q = U năng lượng được chuyển hố hồn tồn thành nhiệt năng và đạt giá trị cực đại.
- Nối 2 cực của ắc quy với một động cơ điện Q = 0, U = - A năng lượng được chuyển hố hồn tồn thành cơng.
- Nối 2 cực của ắc quy với một động cơ điện và một điện trở khi đó nó vừa toả nhiệt vừa sinh cơng ta có: U = A + Q
Từ (4.1) ta thấy đối với hệ cơ lập thì A = 0 và Q = 0, do đó U = 0
Nếu q trình biến đổi là vơ cùng nhỏ thì biểu thức (4.1) được viết dưới dạng vi phân:
dU = Q + A
Với A = - PdV (chỉ là cơng giãn nở đẳng áp) ta có: dU = Q - PdV
Với P = const thì Q = d(U + PV) hay Qp = H (ở đây H = U + PV, H được gọi là Entanpi, đó là một hàm trạng thái của hệ nhiệt động)
Với V= const thì Q = dU hay Qv = U. Ta có Qp - Qv = H - U = P V
Với chất lỏng và chất rắn thì V khơng đáng kể nên Qp Qv cịn với chất khí nếu là khí lý tưởng thì Qp- Qv = P V = n RT Ví dụ: C(r )+ O2( k) = CO2(k) có Ho 298= - 393 (Kj/ mol) Hãy tính Qv của phản ứng. 1.3. Nhiệt hoá học: