ДӘРІС №5 тақырыбы:
Химиялық термодинамика және оның заңдары. Ашық және оқшауланған жүйелер. Гесс заңы. Термодамиканың бірінші бастамасы. Энтальпия. Термодинамиканың екінші бастамасы. Энтропия. Изобаралық-изотермиялық потенциал
ДӘРІС тезистері: Ішкі энергия U– белгілі күйдегі жүйенің энергия қоры. Ол жүйе қандай күйде тұрғанына байланысты, жүйе осы күйге келу жолына байланысты емес. U абсолютті мәнін өлшеуге болмайды, бірақ жүйе басқа күйге өткенде U оның өзгеруін анықтауға болады.
Жылу (Q) және жұмыс (А) – энергия өзгеруінің әр түрлі формалары, процестердің қасиеттері, яғни энергияның қандай жолмен бір түрден екінші түрге ауысуына байланысты.
Термодинамиканың бірінші заңы – жүйеге сіңірілген жылу (Q) ішкі энергияның өзгеруіне (U) және белгілі бір жұмыс (А) істеуге жұмсалады: Q = U + A.
Энтальпия Н - Н= U + PV өрнегімен анықталады, мұндағы P – қысым, V – көлем.
Егер жүйе ұлғаю жұмысын сыртқы тұрақты қысымы артық істесе, онда A = P V, QP = U + A = (U2-U1)+P(V2-V1) = (U2+PV2)–(U1+PV1) = H2 – H1 = HP. Яғни энтальпияның өзгеруі жүйеге сіңірілген жылудың мөлшері және химиялық реакция үшін тұрақты, мысалы атмосфералық қысымда – кері таңбамен реакцияның жылу эффектісі болады.
Егер ұлғаю жұмысы болмаса (реакция тұрақты көлемде өтеді), онда термодинамиканың бірінші заңына сәйкес QV = UV, және ішкі энергияныңөзгеруі тұрақты көлемдегі реакцияның жылу эффектісіне тең.
Энтропия S жүйедегі ретсіздікті сипаттайтын шама. Оның мәнін есептеуге болады.
Термодинамиканың екінші заңы — жабық жүйенің энтропиясы ұлғаяды немесе тұрақты болып қалады:
S 0.
Термодинамиканыңүшінші заңы — таза заттың идеал кристалының энтропиясы абсолютті нольде нольге тең.
Гиббстің еркін энергиясы G – G = H- TS өрнегімен анықталады. Тұрақты температура жөне қысымдағы процестегі Гиббс энергиясыныңөзгеруі осы процестіңөздігінен жүруінің критериі болып табылады. Химиялық реакцияның жағдайында:
Gреак.түс–Gреак.шық=Hреак.түс–Нреак.шық–T(Sреак.түс–Sреак.шық)=Gреак=Hреак–TSреак
Егер G 0, онда берілген жағдайда реакция өздігінен жүреді. Егер G> 0, онда берілген жағдайда реакция жүрмейді. Егер Gтаңбасы екі фактордың:энергетикалық(энтальпиялық, H) жәнеэнтропиялық(TS) алгебрлыққосындысымен анықталады. Мысалы: суда түз (натрий тиосульфаты) ерігенде, жылу сіңіріледі(H> 0), бірақ процесс өздігінен жүреді, себебі TS>H(энтропия артады, өйткені кристалдағы бөлшектердің ретті орналасуы ерітіндегі иондардыңретсіз қозғалуына өтеді), нәтижесінде Gпроц< 0 .
Достарыңызбен бөлісу: |