Chương VII THẾ ĐẲNG ÁP và CHIỀU CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH VÀ BẤT THUẬN NGHỊCH • Tính chất của quá trình thuận nghịch:  Xảy ra với tốc độ vô cùng chậm.  Công hệ sinh ra là cực đại. EOS Các quá trình được xem gần như là quá trình thuận nghịch  Quá trình chuyển pha ở đúng điều kiện nhiệt độ và áp suất chuyển pha.  Quá trình tăng hay giảm nhiệt độ vô cùng châm.  Quá trình dãn nở đẳng nhiệt vô cùng chậm của khí lý tưởng.  Các phản ứng hoá học diễn ra ở rất gần với điều kiện cân bằng. XÁC SUẤT NHIỆT ĐỘNG W Trạng thái vĩ mô- xác định bằng những thông số trạng thái như : nhiệt độ , áp suất , nồng độ…. Xác suất nhiệt động W là tổng số trạng thái vi mô ứng với mỗi trạng thái vĩ mô của hệ.(W>>1) Trạng thái vi mô- xác định bằng những giá trị đặc trưng tức thời của mỗi phân tử như vị trí, tốc độ , chiều chuyển động. Xác suất nhiệt động W Xác suất nhiệt động W là thước đo độ hỗn loạn của hệ. II. KHÁI NIỆM VỀ ENTROPY • 1.Định nghĩa • 2.Entropy tiêu chuẩn • 3.Tính chất Các quá trình tự phát Nước chảy theo chiều làm giảm thế năng Quá trình toả nhiệt …quá trình bay hơi nước tự xảy ra là quá trình thu nhiệt ∆H chưa thể xem là đại lượng tiêu chuẩn để tiên đoán chiều và giới hạn quá trình. Tự phát Không tự phát Quá trình khuếch tán các khí tự diễn ra có ∆H=0 Trong hệ cô lập, quá trình khuếch tán diễn ra theo chiều hướng làm tăng độ hỗn loạn của hệ Quá trình nóng chảy, bay hơi tự diễn ra có ∆H >0 Trong hệ cô lập, các quá trình tự phát diễn ra theo chiều hướng đi từ trạng thái có độ hỗn loạn thấp đến trạng thái có độ hỗn loạn cao. Entrop y Entropy (S) là thước đo độ hỗn loạn trạng thái của hệ. HỆ THỨC BOLTZMANN Wln N R WlnkS 0 == K- hằng số Boltzmann = 1.38 x 10-23 J/K W- xác suất nhiệt động S= RlnW (tính cho một mol chất) Entropy là hàm trạng thái Entropy là thông số dung độ. [...]... CHIỀU DIỄN RA CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC Xét quá trình đẳng áp, đẳng nhiệt Q = ∆U + P.∆V +A’ ∆S ≥ Q/T → Q ≤ T.∆S ∆U + P.∆V +A’ ≤ T ∆S ∆H –T ∆S ≤ -A’ Đặt G = H –TS ∆G ≤ -A’ (A’ ≥0) G- thế đẳng nhiệt đẳng áp ( thế đẳng áp) ∆G ≤ 0 năng lượng tự do Gibbs Phương trình cơ bản của nhiệt động học ∆G = ∆H –T ∆S ĐIỀU KIỆN TỰ PHÁT CHO QUÁ TRÌNH ĐẲNG NHIỆT ĐẲNG ÁP ∀ ∆G < 0 quá trình tự phát ∀ ∆G> 0 quá trình không... Tự phát Kết luận Thế đẳng áp tiêu chuẩn ∆G0T Trạng thái chuẩn Nhiệt độ tuỳ ý , thường chọn 250C Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn (∆G0298)tt  là biến thiên thế đẳng áp của phản ứng tạo thành  Đơn vị kJ/mol hay kcal/mol Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của các đơn chất bền được qui ước bằng không Vì G là hàm trạng thái nên khi đổi chiều phản ứng ∆G đổi dấu CÁCH TÍNH ∆G Phản ứng hoá học : aA + bB =... 1/ T Quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt QTN / T = ∆S ●2 U1, S1,T U2,S2,T BTN, QBTN, ABTN ∆U = QTN - ATN = QBTN – ABTN ATN > ABTN → QTN > QBTN III NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC δ Q ∆≥ S ∫T •Biểu thức toán học của nguyên lý II: Đối với quá trình đẳng nhiệt Q ∆ S ≥ T Quá trình thuận nghịch, đẳng nhiệt Quá trình bất thuận nghịch, đẳng nhiệt Q tn ∆ = S T Q btn ∆〉 S T Entropy là tiêu chuẩn xét chiều. .. trình tự phát ∀ ∆G> 0 quá trình không tự phát nhưng quá trình ngược lại là tự phát ∀ ∆G = 0 hệ ở trạng thái cân bằng ẢNH HƯỞNG NHIỆT ĐỘ ĐẾN CHIỀU DIỄN RA CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC Phương trình cơ bản của nhiệt động học ∆G = ∆H –T ∆S • Ở nhiệt độ thấp, |∆H| >>|T ∆S | nên dấu ∆G phụ thuộc vào dấu ∆H • Ở nhiệt độ cao, |∆H| 0) Phản ứng hoá học C(gr) + CO2(k) = 2CO (k) ; ∆n=1>0 → ∆V >0 → ∆Spư >0 N2(k)... Wc Wđ Ví dụ - tính ∆S của quá trình dãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch của n mol khí lý tưởng Trạng thái 1 (n,P1, V1, T,U) → Trạng thái 2 (n,P2, V2, T,U)  W~ V hay W ~1/P nên ∆S = n.R ln V2 P = n.R ln 1 V1 P2 Hoặc theo nguyên lý I và II ta có : Q = A + ∆U = A 2 2 Q A 1 1 n.R.T V2 ∆S = = = ∫ P.dV = ∫ = n.R.Ln T T T1 T1 V V1 Biến thiên entropy của chất nguyên chất theo nhiệt độ (Quá trình thuận nghịch )... Entropy của hệ giảm vì từ 3mol khí chuyển thành 2 mol lỏng Tính ∆ S cho phản ứng hoá học ở nhiệt độ bất kỳ T2 aA + bB ∆ ST2 → cC + dD ∆ S(T)cđ T1 aA T2 ∆ S(T)sp + bB ∆ ST1 → cC + dD T1  T2 ∆ ST2(pư) = ∆ ST1(pư) +  ∫ ( c.C Pc + d.C PD ) − ( a.C PA + b.C PB T  1 T2 dT C ∆ ST2(pư) = ∆ ST1(pư) + ∫∆ P T T1 ( ∆ Cp = const →∆ ST2(pư) = ∆ ST1(pư) + ∆ Cp.ln(T2/T1) ) dT  )  T  THẾ ĐẲNG ÁP VÀ CHIỀU DIỄN...Định luật Nernst Nguyên lý III của nhiệt động học Ở không độ tuyệt đối (0K) mọi đơn chất cũng như mọi hợp chất ở dạng tinh thể hoàn hảo đều có entropy bằng không W=1 →S0=0 Biến thiên Entropy (∆S0) trong các quá trình biến đổi các chất ở dạng tinh thể hoàn hảo đều bằng không ở 0K Ví dụ: ở 0K phản ứng C(gr)+O2(r) = CO2(r) ∆S0=0 ENTROPY . Chương VII THẾ ĐẲNG ÁP và CHIỀU CỦA CÁC QUÁ TRÌNH HOÁ HỌC Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display. QUÁ TRÌNH THUẬN NGHỊCH VÀ BẤT THUẬN. theo chiều làm giảm thế năng Quá trình toả nhiệt quá trình bay hơi nước tự xảy ra là quá trình thu nhiệt ∆H chưa thể xem là đại lượng tiêu chuẩn để tiên đoán chiều và giới hạn quá trình. . điều kiện nhiệt độ và áp suất chuyển pha.  Quá trình tăng hay giảm nhiệt độ vô cùng châm.  Quá trình dãn nở đẳng nhiệt vô cùng chậm của khí lý tưởng.  Các phản ứng hoá học diễn ra ở rất gần