Nội dung

CHƯƠNG 6 NHIEÄT HOÙA HOÏC VAØ HIEÄU ÖÙNG NHIEÄT CUÛA CAÙC QUAÙ TRÌNH HOÙA HOÏC 1 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt KHAÙI NIEÄM VEÀ NHIEÄT ÑOÄNG HOÙA HOÏC VAØ NHIEÄT HOÙA HOÏC • Nhieät ñoäng hoïc laø söï nghieân cöùu veà söï chuyeån bieán töông hoå giöõa caùc daïng naêng löôïng khaùc nhau vaø noù döïa treân cô sôû hai nguyeân lyù: • Nguyeân lyù 1: – Naêng löôïng khoâng töï nhieân sinh ra hay maát ñi maø noù chæ chuyeån töø daïng naøy sang daïng khaùc. • Nguyeân lyù 2: – Nhieät chæ chuyeån töø nôi coù nhieät ñoä cao hôn ñeán nôi coù nhieät ñoä thaáp. 2 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Aùp duïng vaøo nhieät ñoäng hoùa hoïc • Nhieät ñoäng hoùa hoïc (Chemical Thermodynamics) nghieân cöùu caùc quy luaät veà söï chuyeån bieán töông hoå giöõa hoùa naêng vaø caùc daïng naêng löôïng khaùc, veà hieäu öùng nhieät cuûa quaù trình hoùa hoïc, veà ñieàu kieän beàn vöõng cuûa caùc heä vaø caùc quy luaät thay ñoåi cuûa caùc quaù trình hoùa hoïc. 3 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Nhieät ñoäng hoùa hoïc moâ taû lieân heä giöõa naêng löôïng hoaù hoïc cuaû moät phaûn öùng ñeán taùc chaát vaø saûn phaåm (bieåu dieãn khaû naêng xaûy ra cuûa moät phaûn öùng). • Nhieät hoùa hoïc chæ nghieân cöùu veà hieäu öùng nhieät, laø löôïng nhieät phaùt ra hay thu vaøo trong caùc quaù trình hoùa hoïc. • Ñôn vò naêng löôïng theo heä SI laø joule, J. • Chuyeån ñoåi töø joule (J) sang calorie (cal): – 1 cal = 4.184 J. 4 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Moät soá khaùi nieäm • Heä: – Laø moät vaät hay moät nhoùm vaät theå ñöôïc nhaên caùch vôùi moâi tröôøng xung quanh baèng beà maët töôûng töôïng hay beà maët vaät lyù. • Heä coâ laäp: – Laø heä khoâng trao ñoåi nhieät, naêng löôïng, chaát vôùi moâi tröôøng xung quanh. • Heä kín (ñoùng): – Khoâng trao ñoåi chaát maø coù khaû naêng trao ñoåi naêng löôïng vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi. 5 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Heä hôû (môû): – Coù khaû naêng trao ñoåi chaát, nhieät, naêng löôïng vôùi moâi tröôøng beân ngoaøi. • Heä caân baèng: – Laø heä coù caùc thoâng soá traïng thaùi xaùc ñònh ôû moät ñieàu kieän naøo ñoù. • Heä ñoàng theå: – Laø heä chæ coù moät pha (khoâng coù söï phaân chia pha), hoaëc khoâng coù beà maët phaân chia. • Heä dò theå: – Coù hai pha trôû leân hoaëc coù beà maët phaân chia. 6 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Thoâng soá vaø haøm soá traïng thaùi • Thoâng soá traïng thaùi laø caùc döõ kieän: p, m, v… • Phöông trình traïng thaùi: Duøng bieåu dieãn töông quan taäp hôïp traïng thaùi cuûa heä ôû moät ñieàu kieän xaùc ñònh. – Ví duï: pv = nRT • Caùc haøm soá traïng thaùi chæ phuï thuoäc quaù trình ñaàu vaø cuoái, khoâng phuï thuoäc ñöôøng ñi. – Caùc haøm traïng thaùi: Noäi naêng (U), Enthalpy (H), Entropy (S), naêng löôïng töï do Gibbs (G) (coù theå coi T, p cuõng laø haøm traïng thaùi) – Nhieät (q) vaø coâng (w) khoâng phaûi laø haøm traïng thaùi. 7 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt • Caùc quaù trình • • Khi heä chuyeån töø traïng thaùi naøy sang traïng thaùi khaùc, töùc laø heä thöïc hieän moät quaù trình. • Quaù trình thuaän nghòch (TN): Xaûy ra theo hai chieàu ngöôïc nhau vaø töông ñoái chaäm, quaù trình ñaït ñeán caân baèng ñoäng. • Quaù trình baát TN: Laø quaù trình chæ xaûy ra theo moät chieàu, khoâng dieãn ra theo chieàu ngöôïc laïi. • Quaù trình ñaúng tích (Isochoric process, V = const) • Quaù trình ñaúng aùp (Isobaric process, p = const) • Quaù trình ñaúng nhieät (Isothermal process, T= const) 8 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Nhieät vaø coâng Nguyeân lyù moät cuûa nhieät ñoäng hoïc ñöôïc moâ taû: • E=q+A ÔÛ ñaây: – E = Naêng löôïng trao ñoåi. –q = Nhieät trao ñoåi. –A = Coâng thöïc hieän (Kyù hieäu w hay A). 9 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt A = At + A’ At: coâng theå tích (giaõn nôû, cô hoïc). At = p V = nRT = nRTln(p1/p2) • A’: coâng höõu ích (coâng ñieän tröôøng, töø tröôøng, hoùa hoïc…) Q = m.C. t – m: Khoái löôïng heä (vaät) nhaän nhieät, g. – C: nhieät dung rieâng (specific heat capacity), J/(g.0C), hay cal/(g.0C)- Laø nhieät löôïng caàn thieát ñeå naâng 1 g chaát leân 1 ñoä (K hay C). – t = t2 – t1 (söï thay ñoåi nhieät ñoä tröôùc vaø sau khi nhaän nhieät, 0C. 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt