2/13/2012
1
Chương 1
NGUN LÝ 1
CỦA NHIỆT ĐỘNG LC HỌC
2
Nội dung
1. Các khái niệm và định nghĩa
2. Ngun lý thứ nhất của nhiệt động lực học
3. Định luật Hess
4. Nhiệt dung
5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng
nhiệt của phản ứng- ĐL Kirchhoff
3
1. Các khái niệm và định nghĩa
o Hệ: là phần vật chất vó mô
được giới hạn để nghiên
cứu
 Môi trường: là phần thế
giới xung quanh hệ. Môi
trường và hệ có thể tương
tác hoặc không tương tác
với nhau.
Mơi trường
Hệ
4
1. Các khái niệm và định nghĩa
 Hệ vó mô: là hệ gồm một số rất lớn các tiểu
phân (hạt) mà ta có thể áp dụng các quy luật
xác suất và thống kê.
 Hệ nhiệt động: là hệ đã ở trạng thái cân

thể tích 22,4 lít
Khi thay đổi (dù là rất nhỏ) một thông số, thì hệ
sẽ chuyển sang trạng thái khác.
1. Các khái niệm và định nghĩa
2/13/2012
2
7
Thông số trạng thái: là những đại lượng hóa lý
vó mô đặc trưng cho mỗi trạng thái của hệ.
Ví dụ: nhiệt độ T, áp suất p, thể tích V, khối lượng m,
nồng độ C, nhiệt dung Cp, khối lượng riêng  …
2 loại thông số trạng thái:
 Thông số cường độ: không phụ thuộc vào lượng chất.
Ví dụ: T, p …
 không thể cộng lại với nhau
 Thông số dung độ: phụ thuộc vào lượng chất.
Ví dụ: V, m …
 có thể cộng lại với nhau
Ví dụ: V =

V
i
; m =

m
i
1. Các khái niệm và định nghĩa
8
Hàm trạng thái: là những đại lượng đặc trưng
cho mỗi trạng thái của hệ, thường được biểu

 Nhiệt chuyển pha (): là nhiệt mà hệ sinh
(hay nhận) trong quá trình chuyển từ pha này
sang pha khác.

nóng chảy
= -
đông đặc
1. Các khái niệm và định nghĩa

hóa hơi
= -
ngưng tụ

thănghoa
= -
ngưng kết
12
2. Ngun lý thứ nhất của nhiệt động lực học
Ý nghóa:
Nguyên lý bảo toàn năng lượng
(năng lượng không mất đi mà chuyển từ
trạng thái này sang trạng thái khác)
Trong một quá trình bất kỳ,
biến thiên nội năng U của hệ
bằng nhiệt lượng Q mà hệ nhận
trừ đi công A hệ sinh.
U = Q – A
2/13/2012
3
13

hàm số của quá trình, không phải là hàm
trạng thái: Q và A)
2. Ngun lý thứ nhất của nhiệt động lực học
14
.A pdV



.dU Q pdV


2
1
.
V
V
U Q p dV  


Giả sử cơng hệ sinh chỉ là cơng thể tích:
2. Ngun lý thứ nhất của nhiệt động lực học
dh
15
Nhiệt hệ nhận bằng biến thiên của nội năng U
dV = 0

= 0
2
1
.

b. Q trình đẳng áp:
H = U+pV : Enthalpy (Hàm Nhiệt)
(là một hàm trạng thái)
2. Ngun lý thứ nhất của nhiệt động lực học

U = Q
p
– A
p
= Q
p
– p

V= Q
p
–

(pV)
Q
p
=

U +

(pV) =

(U + pV) =

H
U = Q – A

T
c. Q trình đẳng áp của Khí Lý Tưởng:
2. Ngun lý thứ nhất của nhiệt động lực học
U = Q – A
18
Đònh luật Joule: (áp dụng cho khí lý tưởng)
Nội năng của khí lý tưởng chỉ phụ thuộc vào
nhiệt độ : U=f(T).

U
T
= 0
Q
T
= A
T
= =
2
1
.
V
V
p dV

2
1
V
V
nRT
dV

4
+ Q
5
1
2
Q3
Q4
Q
Q5
Q1
Q2
Germain Henri Hess
(1802 - 1850)
20
• Q trình đẳng tích: Q
V
=

U
Từ ngun lý thứ nhất:
• Q trình đẳng áp: Q
p
=

H
Do U, H là hàm trạng thái nên giá trị khơng phụ
thuộc vào đường đi
ĐL Hess là hệ quả của ngun lý
thứ nhất
3. Định luật Hess

23
Hệ quả:
(tính hiệu ứng nhiệt của phản ứng hóa học)
a/ H
thuận
= –H
nghòch
    

()
()
pư
S cuối
S đầu
H H H
c/
    

()
()
pư
ch cuối
ch đầu
H H H
H
(S)
- Nhiệt sinh: Nhiệt phản ứng tạo thành 1mol chất đó từ các
đơn chất bền nhiệt động ở T, P xác định.
H
(ch)

2
(k)

CO
2
(k) (1b)
C
2
H
4
(k) + H
2
O (l)

C
2
H
5
OH (l) (2)
Chất
Nhiệt Sinh

H
0
298
(kcal/mol)
Nhiệt cháy

H
0

2/13/2012
5
25
• Nhiệt hòa tan
– Nhiệt hòa tan tích phân: nhiệt hòa tan 1mol chất tan
trong một lượng xác định dung môi.
– Nhiệt hòa tan vô cùng loãng: giới hạn của nhiệt hòa
tan tích phân khi lượng dung môi nhiều vô cùng.
– Nhiệt hòa tan vi phân: nhiệt hòa tan 1mol chất vào
một lượng vô cùng lớn dung dịch có nồng độ xác
định.
3. Định luật Hess
26
• Nhiệt pha loãng:
Chất
tan
Dung dịch C
1
Dung dịch C
2
H
h.tan
(1) H
h.tan
(2)
H
pha loãng
H
pha loãng
= H

Nhiệt dung riêng : Nhiệt dung tính trên một đơn vị khối
lượng (cal/g/K hoặc J/g/K)
Ví dụ: nhiệt dung riêng của nước lỏng: C= 1 cal/g/K
4. Nhiệt dung
Là nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho một vật
để nâng nhiệt độ của nó lên một độ.
Nhiệt dung mol : Nhiệt dung tính trên một mol chất
(cal/mol/K hoặc J/mol/K)
Ví dụ: nhiệt dung mol của nước lỏng: C= 18 cal/g/K
29
4. Nhiệt dung
Đại lượng
Ký hiệu
Công thức tính
Nhiệt dung trung bình
C
Nhiệt dung thực
C
Nhiệt dung đẳng áp
C
p
Nhiệt dung đẳng tích
C
v
T
Q
TT
Q



Q
















Lưu ý: Với 1mol khí lý tưởng: C
p
= C
v
+ R
__
30
• Ảnh hưởng của nhiệt độ: (công thức Debye)
4. Nhiệt dung
C
P
= a
0

(a
i
: từ sổ tay Hóa Lý)
2/13/2012
6
31
5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt
P
P
C
T
H









V
V
C
T
U





P
= a
i
.T
i


T
PT
dTCHH
0
0


2
1
12
T
T
PTT
dTCHH
)(
1
1
1
1
212




5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt
34
Bi tập 1
• Bi 2,3,4,5,7,9,11 chương 1, sch “Nhiệt
động ha học”