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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.
Editado em 2023-12-20 21:02:44
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- Descrição
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)