56836

Prawo to pozwala obliczać efekty cieplne reakcji i przerriianchemieznyeh według zależności 111111H* - 0 (CH-*lI3ailllIU "• (LM-UJi W przemianach

ogzotormkznych układ przekazuje c lepło do otoczenia - []M < 0 endotci miernych ciepło iest pobierane przez uAład - []H > 0

Ciepło określonej reakcji chemcznej za leży od temperatury Zależność QH i Q0 od temperatury określaia prawa Klrchholfa

I. Dla prs(*MH tzohorycznych (V«<ontl) zmiana energii wewnętrznej względem temperatury Jest równa równicy między pojemnośćlę cleplnę C» (przy *

objętości) produktów I substratów reakcji:

dUAUl

dT    * CS"* -    - A C.

Pojemność cieplna układu - ilość ciepła powodującą zmianę temperatury układ u o l'C. w odmevenudo 1 mola substancji pojemność cieplna nazywa się majowym, a dla 1 g siAstancji - jest to tiepjg wtekiwt

II. Dla procesów izobarycznych (p-const) zmiana ontalpll względem temperatury jost równa róinky między pojemnosclę cleplnę C, (przy stałym ciśnieniu) produktów I substratów reakcji: dUH]

dT -    - C,—' * AC.

Ciepła molowe C, i C, substancji zalezę od temperatury. Dta celów praktycznych wprowadzono pojęcie średniego ciepła molowego odnoszęcego się do pewnych zakresów temperatur: C. i C*. jak stwierdzono doświadczalnie:

Q > c_v

gdyż w procesie aobarycznym energia jest zużywana nie tylko na podwyższanie temperatury układu, ale tez na wykonanie pracy objętościowej Do obliczer¹! efektów cieplnych reakcji przy p-const i rsewielkch różnicach Tr T, stosuje s* prawo Kirchohoffa w postaci AHtj> • AMim - lln.C, -IniC.)(T, *T,)

prod    substr

Procesy odwracalne: przemiany, po których układ powraca do eta nu wyjściowego, czyli w czasie których Utlad i otoczeń* n* ulegają zmianie, co oznacza, ze zmiany właściwości układu następuję o rreskończen* małą wielkość. Sę to procesy idealne, których w praktyce się nie obserwuje.

Procesy nioodwracalne: przemiany, w czasie których Je lad n* wraca do stanu pierwotnego

Procesy quasl-statyczne: przemiany Zbliżone do odwracalnych zachodzące w przyrodzie gdy np. różnice ciśnień lub stężeń wewnątrz i na zewnętrz i*ładu będę zdązać do zera

Procesy sdinomitiir i wynaiszonr

Na payklad:

paerskan* energii od ciał o temp wyzszei do ciał o temp mzszej. dyfuzja gazów, rdzewienie zełaza. zobojętnianie kwasów zasadami itp

zachodzę tylko wskutek działania pewnych czynników zewnętrznych np. termiczny rozkład s J>stancju elektroliza wody itp

Samorzutnie zachodzę n* tylko procesy przebwgęjęce z wydz*len*m ciepła, ale również procesy endoterm<zr* (np rozpuszczenie NH.CI w wodzieI Czyli^eefekŁcjefllcy.

Bacnunit nicfl«.yflmc a ai łamaatAntatk

Właściwym krytenum do oceny samorzutności procesów jest praca.

W procesach samorzutnych praca jest wytwarzana przez układ, w procesach wymuszonych - praca jest pochłaniana przoz układ

Maksymalna praca jest osiągana w procesach odwracalnych, dla przemian rzeczy wistych praca wykonana przez układ czy dla układu jest mmejsze od pracy maksymalnej W

procesach Izobaryczno - izotermicznych:

W_. < 0 proces samorzutny W_ > 0 proces wymuszony

II zasada termodynamiki:

W procesach przebiegających samorzutnie w kierunku osiągnięcia przez układ stanu równowagi w układzie rośnie nieuporządkowanie oraz maleje jego zdolność do wykonania pracy zewnętrznej.

W procesie cyklicznym nie mołna zamienk' ciepła na pracę bez równoczesnego przeniesienia ciepła od ciała o temperaturze wyższej do ciała o temperaturze niższej.

W procesach samorzutnych wymianę anerga na sposOb ciepła charakteryzuje się ilościowo za pomocą funkcji Stanu znanej *0110014 5.

W przemianie odwracalnej zachodzącej w układzie dołowanym zmiana entropii w procesie odwracalnego przeniesienia c«pia Q w stałej temperaturze T wynosi:

U/mol K)

O

AS -

T

II    zasada termodynamiki może być sformułowana następująco:

W układzie Izolowanym przemianie samorzutnej, to zneczy nieodwracalnej, towarzyszy wzrost entropil;

Entropla układu Izolowanego dąży do maksimum ał ustali się równowaga termodynamkzna między wszystkimi składnikami tego układu;

W stanie równowagi zmiana entropii równa się zero, a przemiany mają charakter odwracalny.

III    zasada termodynamiki:

Entropia maleje wraz z obniżaniem temperatury. W temperaturze zera bezwzględnego OK entropia czystych ciał krystalkznych, niezależnie od typu kryształu równa się zoro.

Ta zasada umożliw* określenie bezwzględnych wartości entropii poszczególnych substancji;

Molowe entropie S*«t odniesione do warunków standardowych podane w tablicach są stosowane do obliczania zmian entropii towarzyszęcych dowolnym przemianom chemicznym lub fizycznym. Korzysta się wówczas z zależności

A S*m - Z S*_M - Z S*_M -w.

ZATEM: w wyższych temperaturach wzrostowi entropii odpowiada zwiększenie się stopnia nieuporządkowan* układu: ślr.1 < &WUI C

Wszystkie procesy zachodzące w przyrodzie cechuje dążność do osiągnięć* stanu równowagi. W tym procesie można z układu reagującego otrzymać pracę, która Jest mia dążności układu do przemiany.

Dla prawidtowaj ocany kiąrurfcu przamian ehąmieznych lub fizycznych nalazy obok oąpła pojmuny (O, - AU lub O. ” AHI uwzglądn* również czynnik związany z ą AS. Wszystkie te funkcje łączy wzajemna zależność.

Energią wewnętrzną U • entropią S łączy fumkcja zwana ęneraU swobodna £j F - U • TS

F jest funkcją stanu, więc: AF - AU • TAS