Thông tin tài liệu
Chương 1 NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HỌC 1.1.1. Nhiệt và công ! "# $% &% "' &% $% 1.1.2. Nguyên lý I nhiệt động học ()*+,-./ ∆012 345 678-94:;/ 01δ2δ < =>5?*+@),A/ ∫ −= 2 1 V V PdVQΔU 1.1.3. Áp dụng nguyên lý I cho một số quá trình. 1.1.3.1. Quá trình đẳng tích: B17#C B1% ∫ == 2 1 V V v 0PdVA DE,@@/ B 1F0 1.1.3.2. Quá trình đẳng áp: G17#C G1% 5 1GHB I 2B J K1G∆B L7,@/ 5 1F0MG∆B1∆H0MGBK1∆" J 1.1.3.3. Quá trình đẳng áp của khí lý tưởng DE5N=4>O/GB1PD D@/ 5 1G∆B1PFD F0 5 1 5 QPFD 1.1.3.4. Quá trình dãn nở đẳng nhiệt của khí lý tưởng (A*- RO,SHD17#K>OTU */ 2 1 1 2 TT P P nRTln V V nRTlnAQ === D7,@/ G J /45#!O=4,V G I /45#!O=4W 1.1.3.5. Nhiệt chuyển pha D 5 λ = D7,@/ λ 5 /)5H7XYK λ 12λ ,, Cλ 12λ 6 Z[/ PU#W>O@44\#/ P1JC]^_`8731^CaJbY`873 P1%C%^I8`873 J1bCJ^YcJ81J%JCaY1IbCI 1.2. Định luật Hess 1.2.1. Nội dung định luật I D794,S457X,S>C5de56-7= 4,V=4W856-74=4 (),\'"f##/ B 1F0 5 1F" D7,@/ ∆0/5d,S> ∆"/5d,S45 394gdO,*h@5d*h/∆" % I]^ C ∆0 % I]^ iW494gd@8X4!>H,gf8>OKC @/ F"1F0MPDF B∆TA*#W87>94 1.2.2. Các hệ quả của định luật Hess 5d\TU4 !5d' F" \ 12F" ' 5dTUj#4!=7E,j# 4!85d F" 5d 1kF" # #5 2kF" # 5dTUj44!85dE,j 44!=7 F" 5d 1kF" 2kF" #5 Z[/=7*hH∆" % I]^C KC,W4*hH∆" % I]^C, K ,7#l7#j@ 1.3. Nhiệt dung 1.3.1. Định nghĩa a ,S45/ PP p T H dP δQ C ∂ ∂ = = ,S>/ VV v T U dT δQ C ∂ ∂ = = mW*/ 5 2 1P ,>/ ∫ = 2 1 T T CdTmQ 7X ∫ = 2 1 T T CdTnQ 1.3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nhiệt dung no56-7,- ,T) pTU4o 8 =48#W/ 5 1 % M J DM I D I "7X 5 1 % M J DM 2I D 2I D7,@/ % C J C I C 2I 4#Wo8@)4\[7 #j@ 1.2.2. Định luật Kirchhoff "5d56-7,-,T) pTO,\' 37qq/ p P ΔC T ΔH = ∂ ∂ "7X v V ΔC T ΔU = ∂ ∂ n!>5?,/ ∫ += T 0 p0T dTΔCΔHΔH A!>5?ED J ,AD I ,/ b ∫ += 2 1 12 T T pTT dTΔCΔHΔH 1.4. Bài tập mẫu B> 6J/D>TA*-8TNJ%OI% % !5'N >OT;9)>;@NOI% % TU IbrJC^IbY` Zd V!5,)8@NJ%/ 18λ1J%IbrJC^Ib1IbrJ^CIbHYK #94@N/ 1G∆B1GHB 2B K1GB 1 1353,332938,314 18 10 nRT =××= HYK (A*-/ ∆01Q1IaJsrHYK B> 6I/7br%N6OJ%% % 45#!,jJ8@N O,-TUra]`D>CF094 Zd ;6/ 18λ 6 1br%H2ra]K12IbIrr%HK 94/ 1G∆B1GHB 2B K12GB 12PD 1 18529(cal)3731,987 18 450 −=×× (A*-94/ ∆01Q12IIb%IJHK r B> 6a/75dgdO45#!,j/ I" I Mt1" a t"HK =7*hOI]^3t" a t"HKTU2JJ%Cr2I%JCIY`87 87,S454!8-8,-/ 5 H" I K1I_CI^MaCIsJ% 2a D HY`873K 5 HtK1I^CbJMbCJJ% 2a D HY`873K 5 H" a t"K 1JrCI^MJ%rCIJ% 2a D HY`873K D>F" % 5dOI]^r%%3u Zd 5dOI]^3/ ∆" % I]^ 12I%JCI2H2JJ%CrK12]%C_H3YK (A* / ∆ 5 1 5 H" a t"KQ 5 HtKQI 5 H" I K 12s_Cs]M]bCr^J% 2a DHY`3K 5dOr%%3/ ∫ += 500 298 p 0 298 0 500 dTΔCΔHΔH ( ) ∫ − +−+−= 500 298 33 dTT94,58.1067,6990,7.10 12]s_r%CbIHYK B> 6b/7J%%>t I H,gf8>OKO% % JC%JaJ% r Gv4,\ CCF0F"7494#(A 5 1a_CJY`873 LRO,S)>%CI8 a T LR,S45%CI8 a i@,S>45#!TUIC%IsJ% r G Zd s LRO,SHD17#K)>%CI8 a nRT PV nRTln V V nRTlnAQ 2 1 2 TT === 7061 2730,082 44 100 0,2.101 273.ln8,314 44 100 3 = ×× × ××= HYK ∆Η = ∆01% T LRO,S45HG17#K%CI8 a ∆"1 5 1 5 HD I QD J K −= nR PV nR PV n.C 12 p ×× −××= 1 2730,082 44 100 0,2.101 0,082 37,1 3 = 67469 (Y) 1G∆B1GHB I QB J K ( ) J15120 0,082 8,314 1 2730,082 44 100 0,2.101 3 =× ×× −×= ∆01Q1s_bs]2JrJI%1rIab]HYK i@,S>HB17#K45#!TUIC%IsJ% r GHI8K 1% 1 5 2P1a_CJ2^CaJb1I^C_^sHY`873K ∆01 1 HD I QD J K D@/ 1 1 2 2 T P T P = ⇒ 546K273 1 2 T P P T 1 1 2 2 =×=×= n/∆01 1J × I^C_^sHrbs2I_aK1_^r]HYK _ ∆"1∆0MG∆B1_^r]HYK B> 6r/m->O7,@@ 87,S>O8.,-@ 1ICrPHP U#W>KD>CC∆0∆"8-87>o494#,?/ LRO'\,S45O45#!J8EI% 8 a ,Ab% 8 a T (A,j'\,S>E=4HJ8cb% 8 a K,AH%Cr8cb% 8 a K w'\,SE%Cr8,AJ8OIr % Zd LRO'\,S45HG17#K D>/ ( ) ( ) ( ) l.atm2020401.VVPPdVA 2 1 V V 12 =−=−== ∫ 2028 0,082 8,314 20 =×= HYK D>/ ( ) −=−== ∫ R VP R VP CTT.CdTCQ 12 p12p T T pp 2 1 ( ) 702040 R 3,5R =−= H8K 7097 0,082 8,314 70 =×= HYK (A*-/ ∆01Q1r%s]HYK (A*f5 ∆"1 5 1_%]_HYK T LRO'\,S>HB17#K ⇒ 1% / ^ ( ) −=−== ∫ R VP R VP CTT.CdTCQ 12 v12v T T vv 2 1 ( ) 5010,540 R 2,5R −=−×= H8K 5069 0,082 8,314 50 −=×−= HYK ∆01 12r%s]HYK w,SHD17#K ⇒ ∆01% 1717 1 5,0 ln298314,81 P P nRTlnAQ 2 1 TT −=××=== HYK B> 6s/D>=7fTA/ Mt I 1t I ∆" % I]^ 12a]aCr3Y " I MJ`It I 1" I tHK ∆" % I]^ 12I^r3Y I I " s M_t I 1bt I M" I tHK ∆" % I]^ 12aJJ]Cs3Y Zd Mt I 1t I HJK " I MJ`It I 1" I tHK HIK I I " s M_t I 1bt I Ms" I tHK HaK =7 I " s / IMa" I 1 I " s HbK ∆" % I]^HbK 1b∆" % I]^HJK Ms∆" % I]^HIK 2∆" % I]^HaK ∆" % I]^HbK 1bH2a]aCrKMsH2I^rK2H2aJJ]CsK1JsbCbH3YK B> 6_D>CC∆094w,SC'\a87>"fEJ8,A r8Ob%% % 3 Zd 94/ ] 16057(J) 5 1 400ln8,3143 P P nRTlnAQ 2 1 TT −=××=== ∆01% B> 6^75d/J`I I MJ`It I 1t<Ir % CJ8@∆" % I]^ 1]%Ca_Yv4 ,\5dOrr^3CTA 87,S45J87 I Ct I tV I]CJIcI]CasI]C^sY87 2J 3 2J Zd "5dOrr^3/ ∫ += 558 298 p 0 298 0 558 dTΔCΔHΔH D7,@/ ∆ 5 1I]C^sQJ`IHI]CJIKQJ`IHI]CasK1%CsIHY3 2J K ∆" % rr^ 1]%Ca_M%CsIHrr^2I]^KJ% 2a 1]%CraJIH3YK Chương 2 NGUYÊN LÝ II NHIỆT ĐỘNG HỌC 2.1.1. Định nghĩa entropy D794'\CTA*f75)E=4J# =4I,g4,\TU5N/ T δQ dS = ∫ = T δQ ΔS TN x75,,7TU,N\87 2J 3 2J Y87 2J 3 2J 2.1.2. Biểu thức toán của nguyên lý II T δQ dS ≥ L!y1z94'\ J% [...]... của các chất (∆G0298) có thể tra trong sổ tay hóa lý 2.2.1 Xét chi u trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp 12 Nếu dG < 0 Nếu dG = 0 hay d2G > 0 2.2.2 : Quá trình tự xảy ra : Quá trình đạt cân bằng Xét chi u trong hệ đẳng nhiệt, đẳng tích Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng tích Nếu dF < 0 : Quá trình tự xảy ra Nếu dF = 0 hay d2F > 0 : Quá trình đạt cân bằng 2.3 Bài tập mẫu Ví dụ 1 Tính biến... Ckc rắn (dư), thì phản ứng xảy ra theo chi u nào nếu áp suất tổng cộng giữ không đổi ở 1 atm? Giải thích c Khí H2 được nén vào bình có chứa Ckc rắn dư ở điều kiện áp suất 1 atm và nhiệt độ 298K Hãy xác định áp suất riêng phần của CH 4 khi cân bằng ở nhiệt độ áp suất trên d Thiết lập phương trình ∆H0 = f(T) (phương trình chỉ có số và T) và tính ∆H0 ở 10000K 33 Giải a ∆H0298(pư) = -7,093 – 0,453 = -7,546... là lý tưởng Giải a b P1 = 1,987.ln0,1 = −4,575(cal/K) P2 P ΔS = nRln 1 = 1,987.ln0,1 = −4,575(cal/K) P2 ΔS = nRln 14 Ví dụ 4 Xác định biến thiên entropy của quá trình chuyển 2g nước lỏng ở 0 0C thành hơi ở 1200C dưới áp suất 1 atm Biết nhiệt hóa hơi của nước ở 100 0C là 2,255 (kJ/g), nhiệt dung mol của hơi nước Cp,h = 30,13 + 11,3.10-3T (J/mol.K) và nhiệt dung của nước lỏng là Cp,l = 75, 30 J/mol K Giải. .. Nếu ∆n = 0 ta có Kp = KC = Kx = Kn 18 3.1.2 Phương trình đẳng nhiệt Van’t Hoff Xét phản ứng: aA(k) + bB(k) Tại nhiệt độ không đổi, ta có: Với cC(k) + dD(k) ΔG T = ΔG 0 + RTlnπ P T ΔG 0 = −RTlnK P T c d PC PD πp = a b PA PB Trong đó: PA, PB, PC, PD là áp suất riêng phần tại thời điểm bất kỳ πP ⇒ T KP ΔG = RTln Nếu πP > KP: phản ứng xảy ra theo chi u nghịch Nếu πP < KP: phản ứng xảy ra theo chi u thuận... cũng tăng, phản ứng dịch chuyển theo chi u thuận Nếu phản ứng tỏa nhiệt, ∆H < 0, ⇒ dlnK P < 0 : như vậy khi nhiệt độ tăng, dT giá trị Kp sẽ giảm, phản ứng dịch chuyển theo chi u nghịch 3.3.2 Ảnh hưởng của áp suất Tại nhiệt độ không đổi ta có: K p = K x P Δn = const Nếu ∆n > 0: Khi tăng áp suất P, giá trị P ∆n cũng tăng, do đó K x giảm, cân bằng sẽ dịch chuyển theo chi u nghịch Nếu ∆n < 0: Khi tăng áp... do đó Kx tăng, cân bằng dịch chuyển theo chi u thuận 20 Nếu ∆n = 0: thì Kp = Kx = const Khi đó áp suất chung P không ảnh hưởng gì đến cân bằng phản ứng 3.4 Bài tập mẫu Ví dụ 1 Hằng số cân bằng của phản ứng: CO(k) + H2O(h) CO2(k) + H2(k) ở 800K là 4,12 Đun hỗn hợp chứa 20% CO và 80% H2O (% khối lượng) đến 800K Xác định lượng hydro sinh ra nếu dùng 1 kg nước Giải Gọi x là số mol của H2O tham gia phản... trình đẳng nhiệt Trong quá trình thuận nghịch đẳng nhiệt, ta có thể áp dụng: ΔS = QT T Đối với quá trình chuyển pha như quá trình nóng chảy, quá trình hóa hơi… ΔH T λ = T T λ nc λ hh ΔSnc = hay ΔS hh = Tnc Thh V2 Đối với khí lý tưởng: Q T = nRTln V1 QT V P = nRln 2 = nRln 1 Ta được: ΔS = T V1 P2 ΔS = Biến thiên entropy ở nhiệt độ bất kỳ có thể tính bằng phương trình: 11 ΔST = Tchph ∫ C R1 p 0 Thh Tnc... 4253,1 (cal) T 0 ΔH1000 = −11,05 × 1000 − 4253,1 = −15303,1 (cal) = - 15,3031 (Kcal) Chương 4 CÂN BẰNG PHA 4.1 Một số khái niệm cơ bản Pha: là tập hợp những phần đồng thể của một hệ, có cùng thành phần hóa học và tính chất lý hóa ở mọi điểm Số pha ký hiệu là f Số cấu tử: là số tối thiểu hợp phần đủ để tạo ra hệ Ký hiệu là k Độ tự do của một hệ là thông số nhiệt động độc lập đủ để xác định hệ ở cân bằng... 250 28 250 −x) 28 H2 1000 18 x ( + 0 x ( 1000 −x) 18 x x x 0 x Vì ∆n = 0, ta có hằng số cân bằng: KP = Kn = n CO 2 n H 2 n CO n H 2O = x2 = 4,12 250 1000 − x . − x 28 18 Giải phương trình ta được: x = 8,55 (mol) Vậy khối lượng H2 sinh ra: m = 17,1 (g) Ví dụ 2 Ở 2000C hằng số cân bằng Kp của phản ứng dehydro hóa rượu Isopropylic trong pha khí: CH3CHOHCH3(k) H3CCOCH3(k) + H2 bằng 6,92.104... CH3CHOHCH3(k) H3CCOCH3(k) + H2 bằng 6,92.104 Pa Tính độ phân ly của rượu ở 200 0C và dưới áp suất 9,7.104Pa (Khi tính chấp nhận hỗn hợp khí tuân theo định luật khí lý tưởng) 21 Giải Gọi a là số mol ban đầu của CH3CHOHCH3 x là số mol CH3CHOHCH3 phân ly, ta có: CH3CHOHCH3(k) H3CCOCH3(k) + H2 a 0 0 x x x (a – x) x x Σn i = a + x Tổng số mol các chất lúc cân bằng: Δn P x.x P K P = K n Σn = a − x . trình đẳng áp của khí lý tưởng DE5N=4>O/GB1PD D@/ 5 1G∆B1PFD F0 5 1 5 QPFD 1.1.3.4. Quá trình dãn nở đẳng nhiệt của khí lý tưởng (A*-. pTO,' 37qq/ p P ΔC T ΔH = ∂ ∂ "7X v V ΔC T ΔU = ∂ ∂ n!>5?,/ ∫ += T 0 p0T dTΔCΔHΔH A!>5?ED J ,AD I ,/ b ∫ += 2 1 12 T T pTT dTΔCΔHΔH 1.4. Bài tập mẫu B> 6J/D>TA*-8TNJ%OI% % !5'N >OT;9)>;@NOI% % TU IbrJC^IbY` Zd V!5,)8@NJ%/ 18λ1J%IbrJC^Ib1IbrJ^CIbHYK #94@N/ 1G∆B1GHB 2B K1GB . = ∫ = T δQ ΔS TN x75,,7TU,N87 2J 3 2J Y87 2J 3 2J 2.1.2. Biểu thức toán của nguyên lý II T δQ dS ≥ L!y1z94' J% L!y$z94T!' 2.1.3. Tiêu chuẩn xét chi u trong hệ cô lập D7'5H,7=K A
Ngày đăng: 10/08/2015, 08:27
Xem thêm: bài tập hóa lý có lời giải chi tiết, bài tập hóa lý có lời giải chi tiết
