Bài giảng Hóa đại cương - Chương 4: Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học - Nguyễn Minh Kha
Chương IV.
HIỆU ỨNG NHIỆT CỦA CÁC
QUÁ TRÌNH HÓA HỌC
Giảng viên: ThS. Nguyễn Minh Kha
1
I. NHIỆT PHẢN ỨNG
II. PHƢƠNG TRÌNH NHIỆT HÓA
HỌC
2
I. NHIỆT PHẢN ỨNG
1. Các khái niệm cơ bản
2. Các đại lƣợng nhiệt động
3
1. Các khái niệm cơ bản
a. Khái niệm về nhiệt động lực học và nhiệt động hóa
học
b. Hệ nhiệt động
c. Trạng thái và các thông số của hệ
d. Quá trình
4
b. Hệ nhiệt động
Hệ + Môi trƣờng xung quanh = Vũ trụ
Phân loại hệ:
Hệ đoạn nhiệt:Q = 0.
Hệ đẳng nhiệt: T = 0.
Hệ đẳng áp : P = 0.
Hệ đẳng tích :V = 0.
Hệ dị thể
Hệ đồng thể
5
Hệ hoá học
khí H2 và O2
Môi trƣờng
6
HỆ HỞ
HỆ KÍN HỆ CÔ LẬP
7
Pha
Là tập hợp những phần đồng thể của hệ
Giống nhau về thành phần hóa học và tính chất hóa
lý.
Được phân cách với các pha khác bởi bề mặt phân
chia pha.
Hệ 1 pha: hệ đồng thể
Hệ nhiều pha: hệ dị thể
8
c. Trạng thái và các thông số của hệ
Trạng thái của hệ đƣợc xác định bằng tập hợp các thông số
biểu diễn các tính chất hóa lý của hệ.
. Ví dụ :
Khí lý tƣởng PV = nRT →P = nRT/V
Dung dịch m = V.d
Trạng thái câg ứng với hệ cân bằng
khi các thông số trạng thái giống nhau ở mọi điểm của hệ và
không thay đổi theo thời gian.
Trạng thái chuẩn:
9
Trạng thái chuẩn
. Chất phải tinh khiết và ở trạng thái liên hợp bền
. Nếu là chất rắn phải ở dạng đa hình bền.
. Nếu là chất khí thì phải là khí lý tƣởng.
. Nếu là chất ở trong dung dịch thì C = 1 mol/lít.
. Áp suất chuẩn riêng phần là 101,325 kPa
(tƣơng ứng 1 at)
. Nhiệt độ chuẩn có thể là nhiệt độ bất kỳ
10
THÔNG SỐ TRẠNG THÁI
Thông số dung độ - là thông số tỷ lệ với
lƣợng chất nhƣ : thể tích, khối lƣợng, năng
lƣợng… Có tính chất cộng.
Thông số cƣờng độ- không phụ thuộc lƣợng chất
nhƣ : nhiệt độ, áp suất….
11
Các hàm nhiệt động
. Hàm nhiệt động là các hàm số đặc trưng cho các trạng thái và quá trình nhiệt
động.
. Phân loại hàm nhiệt động
Hàm trạng thái: chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái của hệ chứ không
phụ thuộc vào cách biến đổi hệ: P, V, T, U...
Hàm quá trình: phụ thuộc cách biến đổi của hệ: A, Q...
12
Nhiệt và công là hai hình thức trao đổi năng
lƣợng của hệ với môi trƣờng.
Nhiệt và công chỉ xuất hiện trong quá trình biến
đổi trạng thái của hệ nên là hàm của quá trình,
phụ thuộc vào cách tiến hành quá trình.
d. Quá trình
. là con đƣờng mà hệ chuyển từ trạng thái này sang
trạng thái khác có sự biến đổi ít nhất một thông số
trạng thái
14
QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH
Là qt có thể tiến hành theo hai chiều ngƣợc nhau,
các trạng thái trung gian giống nhau, không gây nên
biến đổi gì trong hệ cũng nhƣ môi trƣờng.
QUÁ TRÌNH BẤT THUẬN NGHỊCH –
Là các qt không thoả mãn các điều kiện trên.
Quá trình có ma sát đều là qt bất thuận nghịch
Các qt tự xảy ra trong tự nhiên đều là qt bất thuận
nghịch.
Quá trình đẳng tích V = 0
Quá trình đẳng áp P = 0
Quá trình đẳng nhiệt T = 0
Quá trình đoạn nhiệt – không trao đổi nhiệt,
nhƣng có thể trao đổi công.
2. Các đại lƣợng nhiệt động
Nội năng U
Entanpi H
Nhiệt dung C
17
Nội năng U
Nội năng: dự trữ năng lƣợng của chất
U = E toàn phần – (động năng + thế năng).
Đơn vị đo: J/mol, cal/mol
Không thể xác định đƣợc U: U = U2 – U1
Xác định U:
Q = U + A = U + p V
Trong quá t
QV = U
18
Entanpi H
Q = U + p V
Trong quá trình đẳng áp: p = const
U = U2 – U1
V = V2 – V1
QP = (U2
= (U2 + pV2) – (U1 + pV1)
= H2 – H1
QP = H
H = U + PV - entanpi - dự trữ E + khả năng sinh công tiềm ẩn
của hệ
- hàm trạng thái
- Đơn vị đo: kJ/mol
19
Nhiệt dung C
Nhiệt dung: lƣợng nhiệt cần dùng để nâng nhiệt độ của chất lên
thêm 10
Nhiệt dung riêng - nhiệt dung của 1 mol chất
Đơn vị đo: J/mol.K
dQV
dT
dQp
dT
CV
Cp
Qp = H
dU
dT
dH
CV
Cp
dT
p
V
20
Tải về để xem bản đầy đủ
88 trang
16840
Free
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa đại cương - Chương 4: Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học - Nguyễn Minh Kha", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_hoa_dai_cuong_chuong_4_hieu_ung_nhiet_cua_cac_qua.pdf
