TERMODYNAMIKA CHEMICZNA

  • View
    45

  • Download
    1

Embed Size (px)

DESCRIPTION

UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ. TERMODYNAMIKA CHEMICZNA. PROCESY NIEODWRACALNE I ODWRACALNE ENTROPIA DRUGA I TRZECIA ZASADA TERMODYNAMIKI. Dr Beata Mycek. Kraków 2006. STAN POCZĄTKOWY. STAN KOŃCOWY. różnica temperatur. - PowerPoint PPT Presentation

Text of TERMODYNAMIKA CHEMICZNA

  • TERMODYNAMIKA CHEMICZNADr Beata MycekUNIWERSYTET JAGIELLOSKICOLLEGIUM MEDICUMZAKAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJKrakw 2006PROCESY NIEODWRACALNE I ODWRACALNEENTROPIADRUGA I TRZECIA ZASADA TERMODYNAMIKI

  • PROCES SAMORZUTNY (NIEODWRACALNY) procesy samorzutne nie wymagaj wykonania pracyBODCEWszystkie przemiany zachodzce w przyrodzie przebiegaj w okrelonym kierunku

  • PROCESY SAMORZUTNEPrzykadPRZEPYW CIEPA POMIDZY DWIEMA CZCIAMI UKADU O RONYCH TEMPERATURACHWYMIANA ENERGII NA SPOSB CIEPAW WYNIKU WYMIANY ENERGII NA SPOSB CIEPA PODUKADY A I B D DO STANU RWNOWAGI TERMICZNEJ, W KTRYM MAJ TAK SAM TEMPERATUR.

  • PROCESY SAMORZUTNEPrzykadROZPRANIE GAZU PRZECIWKO STAEMU CINIENIU LUB DO PRNIW WYNIKU ROZPRENIA SI GAZU NASTEPUJE WYRWNANIECINIE PROWADZCE DO STANU RWNOWAGI.

  • PROCESY SAMORZUTNEPrzykadPRZEPYW MASY POMIDZY DWOMA OBSZARAMI UKADU O RONYCH STENIACHDYFUZJA W ROZTWORACHW WYNIKU DYFUZJI NASTPUJE UJEDNOLICENIE SKADU ROZTWORU - POWSTAJE FAZA WIELOSKADNIKOWA WEWNTRZNIE ZRWNOWAONA.

  • PROCESY SAMORZUTNEPrzykadPRZEMIANY FAZOWESTAN SKUPIENIA SUBSTANCJI CZYSTEJ ZALEY OD NARZUCONYCHUKADOWI WARTOCI TEMPERATURY I CINIENIA. ZMIANA WARTOCI NP. TEMPERATURY LODU (p = 1013 hPa = const)MOE SPOWODOWA SPONTANICZNY PRZEBIEG PRZEMIANY FAZOWEJ.p = 1013 hPa LDWODAT = 273 K273 K < T < 373 K

  • PRZEMIESZCZANIE SI WODY Z WYSZEGO POZIOMU NA NISZY

  • Betty Davies - gwiazda HollywooduWszystkie przemiany zachodzce w przyrodzie przebiegaj w okrelonym kierunku

  • PROCES NIESAMORZUTNY NIE ZACHODZI W SPOSB NATURALNY W DANYCH WARUNKACHPrzykady wybicie piki na skutek ruchu termicznego atomw i czstek podoa uniesienie si wody z niszego poziomu na wyszyPROCES NIESAMORZUTNY (w danych warunkach) MOE ZAJ POD WARUNKIEM DOSTARCZENIA ENERGII(WYKONANIE PRACY NAD UKADEM)

  • PROCES ODWRACALNYw procesie odwrotnym: ukad przechodzi przez te same stany porednie co w procesie pierwotnym, lecz w odwrotnej kolejnoci ukad wymienia w tym w procesie z otoczeniem iloci masy, ciepa i pracy rnice si jedynie znakiem od wymienionych w procesie pierwotnym po zakoczeniu procesu odwrotnego nie pozostaje aden lad ani w ukadzie, ani tez w jego otoczeniu

  • Przykady topnienie lodu lub krzepnicie wody w temperaturze 273,15 K pod cinieniem 1013 hPa graniczny proces sprania ( rozprania ) gazu realizowany poprzez nieskoczenie wiele krokw z nieskoczenie ma rnic cinie po obu stronach tokaW toku przemiany odwracalnej ukad pozostaje w stanie rwnowagi termodynamicznej i zmienne okrelajce stan ukadu s rwnoczenie wsprzdnymi opisujcymi przemian.

  • PROCES NIEODWRACALNY PROCES ODWRACALNY Rozpranie gazu doskonaego (n = 1 mol) od tego samego stanu pocztkowego do tego samego stanu kocowego w sposb:a) nieodwracalny,b) odwracalny.

    pz < pw , pz = const.

    V2

    V1

    WN

    (a)

    stan pocztkowy

    V2

    n = 1 mol

    WO ( WN

    V2

    WO

    V1

    pz = pw ( const

    stan kocowy

    (b)

    stan pocztkowy

  • ENTROPIA miara nieuporzdkowania materii i energiiS ciao stae < S ciecz < S gaz

  • PROCES ODWRACALNY, IZOTERMICZNY(ukad zamknity)

  • Entropia wszechwiata ma tendencj do zwikszania si.Przebieg kadego procesu samorzutnego w przyrodzie zwiksza entropi "wiata". W PROCESIE ODWRACALNYM JEST RWNA ZERU

    W PROCESIE NIEODWRACALNYM (SAMORZUTNYM) JEST WIKSZA OD ZERA

  • Zmiana entropii ukadu izolowanego okrela kierunek samorzutnoci procesuDRUGA ZASADA TERMODYNAMIKIUKAD IZOLOWANY KRYTERIUM SAMORZUTNOCI PROCESW Su. iz. 0S uk. iz. = S uk. z. + S otocz.Zmiana entropii ukadu izolowanego w procesie odwracalnym jest rwna zero, a w procesie nieodwracalnym ( samorzutnym ) jest wiksza od zera. Su. Iz. = 0 proces odwracalny Su. Iz. > 0 proces samorzutny

  • TEOREMAT NERNSTA , POSTULAT PLANCKAJeli entropi kadego pierwiastka w jego najbardziej trwaej postaci w T = 0 K (kryszta) przyjmiemy za rwn zero, to kada substancja, ktrej T > 0 K ma entropi dodatni.Entropia regularnie uoonych czstek ( cia krystalicznych )w temperaturze zera bezwzgldnego ( T = 0 K ) wynosi zero.Jedyna funkcja termodynamiczna, ktrej mona poda warto bezwzgldn: S

  • Przykady

    Standardowe wartoci entropii molowych

    dla wybranych substancji

    Substancja

    [J/molSYMBOL 215 \f "Symbol"K]

    Substancja

    [J/molSYMBOL 215 \f "Symbol"K]

    C (gr)

    5.69

    SO2(g)

    248.52

    O2(g)

    205.03

    SO3(g)

    256.23

    CO2(g)

    213.64

    Ag 2 CO3 (s)

    167.40

    H2(g)

    130.60

    C2H2(g)

    200.80

    H2O(c)

    69.96

    CH4(g)

    186.10

    H2O(g)

    188.7

    C2H4(g)

    219.40

    CO(g)

    197.99

    C6H6(c)

    175.30

    HBr (g)

    198.60

    CH3COOH(c)

    160.00

    AgBr (s)

    107.10

    C6H5-NO2(c)

    224.00

    Ag 2O(s)

    121.70

    C6H5-NH2(c)

    192.00

    _1104574576.unknown

    _1104574651.unknown

  • OBLICZANIE ZMIAN ENTROPII

  • PROCESY OGRZEWANIA I OZIBIANIA SUBSTANCJIT1 - temperatura pocztkowaT2 - temperatura kocowaCp (V) const. , Cp (V) = f (T)

    p = const.

    _1104833298.unknown

    _1203091321.unknown

    v = const.

    _1104833313.unknown

    _1203091349.unknown

  • PROCESY OGRZEWANIA I OZIBIANIA SUBSTANCJIT1 - temperatura pocztkowaT2 - temperatura kocowaCp (V) = const.

    p = const.

    _1035829635.unknown

    _1203091143.unknown

    v = const.

    _1035830599.unknown

    _1203091183.unknown

  • ZMIANA ENTROPII W PROCESIE IZOTERMICZNEGO ROZPRANIA GAZU DOSKONAEGO

  • POMIAR ENTROPII (w dowolnej temperaturze T, p = const)

  • Entropi 1 mola czystej substancji w dowolnej temperaturze (T) mona obliczy, rozpatrujc proces ogrzewania substancji krystalicznej od 0 K do T pod staym cinieniem:Obliczanie zmian entropii reakcji chemicznej w dowolnej temperaturze (T):

  • POCZENIE PIERWSZEJ I DRUGIEJ ZASADY TERMODYNAMIKIdU = Qel. + W Dla dowolnej przemiany odwracalnej w ukadzie zamknitym, ktry nie wykonuje pracy nieobjtociowej.W = Wobj. odwr. = - p dVdU = T dS - p dV RWNANIE FUNDAMENTALNE

  • ENTROPIA