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Chimica fisica

Uno schema dei punti di conoscenza della prima legge della termodinamica e della seconda legge della termodinamica e un riepilogo delle condizioni per l'utilizzo delle formule La prima legge della termodinamica, nota anche come legge di conservazione dell'energia, afferma che l'energia non può essere creato o distrutto, ma può solo essere convertito da una forma all'altra.

Modificato alle 2023-12-20 21:02:44

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Chimica-Termodinamica 2 Mappa mentale
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Chimica fisica

Prima legge della termodinamica

Concetti di base della termodinamica

Tre sistemi: Sistemi aperti: scambio di materia ed energia Sistema chiuso: scambio di energia Sistema isolato: nessuno scambio di materia ed energia

Il valore di modifica delle proprietà dello stato del sistema non varia a seconda del percorso di modifica.

In un processo reversibile, il sistema deve raggiungere l'equilibrio termico, l'equilibrio meccanico (pari pressione interna ed esterna), l'equilibrio di fase e l'equilibrio chimico.

La prima legge della termodinamica: conservazione dell'energia dU=δQ δW——△U=Q W

Norme sui simboli: D: Il sistema assorbe calore “” rilascia calore “-” W: Il sistema funziona per il mondo esterno "-" Il mondo esterno funziona per il sistema " "

Né Q né W sono funzioni di stato

Lavoro in volume: δW=-Pout·dV→W=

Processo isobarico: P inizio = P fine = P esterno = costante W = -P·△V Processo isovolumetrico: W=0 Espansione libera, espansione del vuoto: W=0 (Pout=0) Espansione isoterma reversibile di un gas ideale

Calcolo del calore: il lavoro non di volume è zero

dU=Cv·dT, dH=Cp·dT Qv=△U (in condizioni di volume costante) Qp=△H (in condizioni isobariche)

Gas ideale: Q non ha nulla a che fare con H, pressione e volume e può essere ottenuto direttamente con la seguente formula

Allo stesso tempo, dividere per n per ottenere la capacità termica molare a pressione costante e la capacità termica a volume costante, e

Applicazione in gas ideale (il lavoro di volume è zero)

Processo isotermico: △T=0, △U=0, △H=0 La pressione esterna è costante: W=-Pesterno·△V Processo reversibile: Q=-W

Processo a volume uguale: dV=0 W=0

Processo isobarico:

W=△U-Q W=-Pout·△V=-nR△T

Processo adiabatico: Q=0 W=

Termochimica

Progresso della risposta:

Calcolo del calore della reazione isobarica

La relazione tra il calore di reazione isobarica e il calore di reazione isovolumetrica

La relazione tra entalpia di reazione e temperatura - equazione di Kirchhoff

Non si verifica alcun cambiamento di fase sotto una certa pressione.

seconda legge della termodinamica

Definizione di entropia: funzione di stato (J/K)

Solo l'entropia temperatura-calore di un processo reversibile è uguale alla variazione di entropia di un processo irreversibile viene calcolata progettando un processo reversibile;

Disuguaglianza di Clausius

;>Irreversibile, = reversibile

Il principio dell’aumento dell’entropia e il criterio dell’entropia (il problema di giudicare la direzione e il limite del processo)

Sistema adiabatico: il processo irreversibile è un processo spontaneo, o un processo non spontaneo in cui l'ambiente lavora sul sistema, quindi dS>0 non può determinare la direzione della reazione. Sistema di isolamento: dS≥0

Il principio dell’aumento dell’entropia: l’entropia non diminuisce mai

Isolamento dS = sistema dS anello dS ≥ 0

Calcolo della variazione di entropia

I processi reversibili vengono calcolati utilizzando le definizioni (processi fisici) L'entropia è la funzione di stato △S=S fine-S inizio (reazione chimica)

Variazione di entropia di un processo fisico

cambiamento di entropia dell’ambiente

variazione di entropia del sistema

Trasformazione isoterma dei gas ideali

Processo isobarico e di variazione della temperatura

Processo di variazione isovolumetrica della temperatura

Adatto per processi reversibili e irreversibili

Cambiamenti PVT del gas ideale (tre percorsi)

Aspetta prima T, poi aspetta P

Aspetta prima T, poi aspetta V

Aspetta prima V, poi aspetta P

Variazione di entropia nel processo di cambiamento di fase

Cambio di fase reversibile: cambio di fase alla temperatura di cambio di fase e alla pressione corrispondente (condizioni isotermiche e isobariche)

Cambio di fase irreversibile: progettare un percorso reversibile (ad esempio, prima attraverso il riscaldamento isobarico, quindi utilizzare il cambiamento di fase reversibile e infine attraverso il raffreddamento isobarico e il processo reversibile

variazione di entropia della reazione chimica

Calcolo della variazione di entropia a qualsiasi temperatura

Funzioni A e G

A=U-TS In condizioni isoterme la diminuzione di A è pari al lavoro massimo che il sistema chiuso può compiere. G=H-TS In condizioni isoterme e isobariche, la diminuzione di G è pari al massimo lavoro non volumetrico che un sistema chiuso può compiere.

Metodo di calcolo: Usa la definizione Usa il significato fisico Usa la relazione tra i due L'inversione si ottiene sfruttando la proprietà che G è una funzione di stato e △fG

formule fondamentali della termodinamica

Condizioni d'uso: processo PVT reversibile o irreversibile, reazione chimica o reazione di cambiamento di fase è in un processo reversibile (il lavoro non in volume isotermico e isobarico è pari a zero)