1
NHIỆT HÓA HỌC
CHEMICAL THERMODYNAMICS
CHƯƠNG 6
2
NGUYÊN LÝ 1
3
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN
• Systems and Surroundings (Hệ
thống và môi trường)
• System (Hệ): part of the universe
we are interested in.
• Surroundings(môi trường ): the rest
of the universe.
4
a. Hệ:
là lượng nhất định của một hay nhiều chất ở điều kiện
nhiệt độ, áp suất và nồng độ nhất định
- Hệ mở
- hệ kín
- hệ cô lập
- hệ đoạn nhiệt
- Hệ đồng thể, dị thể,
1. KHÁI NIỆM CƠ BẢN
5
b. Trạng thái
tập hợp tất cả các tính chất vĩ mô của hệ
- Thông số trạng thái: T, P, V, m, C, d, Cp,…
- Thông số cường độ: T, P, C, d,
- Thông số dung độ: V, m, U,
- Hàm trạng thái
hướng của các tiểu phân theo hướng của trường lực
Nội năng (U)
Nội năng (U) là năng lượng có sẵn, ẩn dấu bên trong hệ
9
Quy ước về dấu
Theo qui ước về dấu của nhiệt động học:
• Nếu hệ tỏa nhiệt thì nhiệt có trị số âm, q < 0.
• Nếu hệ thu nhiệt thì nhiệt có trị số dương, q > 0.
• Nếu hệ nhận công thì công có trị số âm, W < 0.
• Nếu hệ sinh công thì công có trị số dương, W > 0.
10
3. NGUYÊN LÝ I – NHIỆT ĐỘNG HỌC
BIỂU THỨC TOÁN HỌC
Nếu q
i
và w
i
là nhiệt và công trao đổi giữa hệ với môi
trường ngoài theo đường quá trình i thì q
i
và w
i
riêng rẽ
thay đổi theo đường quá trình nhưng tổng số q
i
+ w
i
luôn
luôn là một hằng số không tùy thuộc đường quá trình mà
chỉ tùy thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ
c. Quá trình giản nở đẳng nhiệt KLT
Định luật Joule: nội năng của khí lý tưởng chỉ
phụ thuộc vào nhiệt độ
ΔU
T
= 0
NHIỆT ĐỘNG CỦA MỘT SỐ QUÁ TRÌNH
13
4. ĐỊNH LUẬT HESS
Nội dung định luật Hess
Trong quá trình đẳng áp hay đẳng tích, nhiệt phản
ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái
cuối mà không phụ thuộc vào trạng thái trung gian
của quá trình
Q
V
= ΔU và Q
p
= ΔH
Đối với các quá trình của khí lý tưởng:
ΔH = ΔU + RTΔn.
H = U + PV ( enthalpy) – hàm trạng thái
14
4. ĐỊNH LUẬT HESS
Hệ quả định luật Hess
ΔH
nghịch
= - ΔH
thuận
ΔH
DH = DU + DnRT
Khi Dn = 0 thì DH = DU , nhưng khi Dn ¹ 0 thì DH ¹ DU
16
5. NHIỆT DUNG (C)
Nhiệt dung: Nhiệt dung riêng của một chất bất kỳ
là nhiệt lượng cần cung cấp cho một đơn vị khối
lượng chất đó để làm tăng nhiệt độ thêm 1
o
- Nhiệt dung riêng
Q
c
dT
d
=
- Nhiệt dung đẳng tích
- Nhiệt dung đẳng áp
Q
p
c
p
dT
d
=
Q
v
c
v
dT
d
=
= λ
nc
+ λ
hh
18
7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng
nhiệt phản ứng
Định luật Kirchhoff
∆H
T
= ∆H
o
+ ∫∆C
p
dT
Công thức gần đúng (trong khoảng nhiệt độ hẹp)
∆H
T2
= ∆H
1
+ ∆C
p
(T
2
– T
1
)
19
NGUYÊN LÝ 2
20
đầu
Nếu DS > 0 hệ thống mất trật tự hơn
DS < 0 hệ thống trật tự hơn
24
Tính chất của entropi
Mỗi chất có giá trị entropi riêng của mình , phân tử càng phức tạp thì
entropi càng lớn.
Entropi của mọi chất ở 0K đều bằng 0 vì chúng chỉ còn một trạng
thái sắp xếp duy nhất (W=1).
Entropi của các chất tăng theo sự tăng của nhiệt độ.
Entropi là một hàm trạng thái do đó sự tăng entropi của một quá
trình tính theo công thức:
DS
o
r
= SnS
sản phẩm
- SnS
tác chất
25
Entropy tiêu chuẩn
Là giá trị Entropy của 1 mol chất đo ở điều kiện điều kiện
tiêu chuẩn có áp suất 1 atm (760 mm Hg), và nhiệt độ
bằng 25
o
C (298.15K)
Đơn vị tính của S
0
298
là cal/mol.K hoặc J/mol.K