Модуль Химиялық термодинамика және тепе-тендік Дәріс Химиялық термодинамиканың негіздері
Модуль 1. Химиялық термодинамика және тепе-тендік
жүктеу/скачать 0,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Қысқаша мазмұны Термодинамиканың екінші заңы
- Әртүрлі процестердегі энтропия өзгерісі
| Модуль 1. Химиялық термодинамика және тепе-тендік
Дәріс 4,5. Термодинамиканың екінші заңы. Дәріс жоспары Термодинамиканың екінші заңы. Әртүрлі процестердегі энтропия өзгерісі. Химиялық реакциядағы бос энергия. Термодинамикалық потенциалдар. Гиббс-Гельмгольц теңдеуі Қысқаша мазмұны Термодинамиканың екінші заңы Термодинамиканың екінші заңы химиялық процестердің жүру мүмкіндігін және бағытын сипатайды. Термодинамиканың екінші заңы процестердің қайтымды және қайтымсыз болуымен байланысты. Қайтымды процесс деп тура және кері бағытта, ал қайтымсыз деп тек бір ғана бағытта жүретін процестерді айтамыз. Екінші заңның негізгі күй функциясы – энтропия(S). Энтропия – жүйенің біртекті күй функциясы. Энтропия өзгерісі процестің өту жолына тәуелсіз, тек алғашқы және соңғы күйіне байланысты. Қайтымды және қайтымсыз процестер үшін термодинамиканың 2-ші заңы былай жазылады: немесе TdSQ (4.1) Мұндағы теңдік белгісі қайтымды, ал теңсіздік белгісі қайтымсыз процестерді көрсетеді. Оқшауланған жүйеде Q=0, сонда dS0, ΔS0 (4.2) Бірінші және екінші заңдардың теңдеулерін біріктіріп жазсақ:TdSdU+A (4.3) Бұл термодинамиканың бірінші және екінші заңының жалпы теңдеуі. Жүйенің энтропиясы дене мен жүйе күйінің термодинамикалық ықтималдық функциясы. Л.Больцман ұсынған: S=k lnW W – термодинамикалық ықтималдық k – Больцман тұрақтысы Жүйе энтропиясы оның ықтималдық күйінің логарифміне пропорционалды. Әртүрлі процестердегі энтропия өзгерісі 1) Фазалық өзгерістер энтропиясы. Фазалық өзгерістерге балқу, кристалдану, булану, конденсация процестері жатады. Температура мен қысым тұрақты жағдайда фазалық өзгерістер энтропиясын келесі формуламен есептейді: S=Hфаз.өз./Tфаз.өз. ( 4.4) Hфаз.өз – фазалық өзгерістің жылуы, Т – фазалық өзгерістің температурасы. Жалпы түрде: S=U/T (V=const); S=H/T (р=const) 2) Көлем тұрақты жүйеде Т1 – ден Т2 температураға дейін қыздырғанда (суытқанда) энтропия өзгерсін есептеу үшін, термодинамиканың 1-ші заңынан V=const жағдайда жылу жүйенің күй функциясына айналып, процестің жолына тәуелсіз болатынын ескереміз: QV=dU=CVdT Заттың n – моль мөлшері үшін теңдеу: ( 4.5) 3) Ал жүйені р=const жағдайда қыздырғанда немесе суытқанда энтропия өзгерісі: Qр=dH=CPdT ( 4.6) 4) Идеал газдардың әртүрлі процестердегі энтропиясы: ( 4.7) CP –СV =R екенін ескерсек: Изотермиялық процес Т1=Т2=сonst үшін: ( 4.8) 5) Химиялық реакциялардың энтропия өзгерісі Химиялық реакциялардың энтропия өзгерісін келесідей теңдеумен есептейді: өнім – баст.з (4.9) баст.з, өнім – стехиометриялық коэффициенттері ескерілген бастапқы заттармен өнімнің абсолютік энтропиялар қосындысы. Энтропия – оқшауланған жүйелер үшін процестің жүру мүмкіндігін, бағытын көрсететін негізгі белгі. U=сonst; V=сonst жағдайдағы жүйелер үшін, процес өздігінен жүйе энтропиясы артқан жаққа қарай жүреді: (dS)U,V 0 (ΔS)U,V 0 (5.0) Оқшауланған жүйелерде тепе-теңдік келесідей қатынаспен сипатталады: SU,V=S мах ΔSU,V = 0 (5.1) жүктеу/скачать 0,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|