Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

TERMODYNAMIKA CHEMICZNA Dr Beata Mycek UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ Kraków 2006 PIERWSZA ZASADA.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "TERMODYNAMIKA CHEMICZNA Dr Beata Mycek UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ Kraków 2006 PIERWSZA ZASADA."— Zapis prezentacji:

1 TERMODYNAMIKA CHEMICZNA Dr Beata Mycek UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ Kraków 2006 PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI PRAWO HESSA PRAWO KIRCHHOFFA

2 UKŁAD IZOLOWANY U = const. dU = 0 U = 0 PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI ( ZASADA ZACHOWANIA ENERGII ) dU = Q el. – p dV U = Q – p V UKŁAD ZAMKNIĘTY dU = Q el. + W el. U = Q + W

3 - Energetyka cieplna - wytwarzanie energii elektrycznej kosztem ciepła spalania paliw kopalnych - Ogrzewanie pomieszczeń (jw.) - Silniki cieplne pojazdów - Technologia chemiczna (zbilansowanie efektów cieplnych procesów egzo- i endotermicznych daje znaczne oszczędności energii i obniża koszty wytwarzania) - Istnienie organizmów żywych - szczególnie zwierzęta stałocieplne istnieją dzięki bilansowi efektów przemian egzo- i endotermicznych Znaczenie:TERMOCHEMIA efekty energetyczne procesów fizykochemicznych

4 ENTALPIA - H [ J ], [ J mol -1 ] TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU dH = H 2 – H 1, H = H 2 – H 1

5 POJEMNOŚĆ CIEPLNA UKŁADU POD STAŁYM CIŚNIENIEM H entalpia temperatura, T p = const molowa pojemność cieplna pod stałym ciśnieniem CIEPŁO MOLOWE [J mol -1 K -1 ] [J mol -1 g -1 ] właściwa pojemność cieplna pod stałym ciśnieniem CIEPŁO WŁAŚCIWE energia wewnętrzna, U

6 Jednemu zespołowi parametrów stanu odpowiada tylko jedna wartość funkcji stanu. H = f ( T, p )

7 OBLICZANIE ZMIAN ENTALPII ZE ZMIANĄ TEMPERATURY UKŁADU POD STAŁYM CIŚNIENIEM p = const C p = f ( T ) np. C p = a + bT + cT 2 + dT -2 ; a,b,c,d = const. C p = const C p const

8

9 układ nie elektrochemiczny (W = W obj ) UMOWNE WARUNKI PROWADZENIA PROCESU: T = const b) V = const Q V = U U > 0 proces endoenergetyczny U < 0 proces egzoenergetyczny a) p = const Q P = H H > 0 proces endotermiczny H < 0 proces egzotermiczny oraz

10 CIEPŁO PRZEMIANY FIZYKOCHEMICZNEJ ( PRZEMIANY FIZYCZNEJ, REAKCJI CHEMICZNEJ ) ilość ciepła wymieniana pomiędzy układem a otoczeniem w czasie przebiegu procesu

11 Zmiana energii wewnętrznej układu w procesie izochorycznym jest równa ciepłu przemiany zachodzącej w stałej objętości. CIEPŁO PRZEMIANY W WARUNKACH IZOTERMICZNO-IZOCHORYCZNYCH (T = const, V = const) U = Q (V)

12 CIEPŁO PRZEMIANY W WARUNKACH IZOTERMICZNO-IZOBARYCZNYCH (T = const, P = const) H = Q (p) Zmiana entalpii układu w procesie izobarycznym jest równa ciepłu przemiany zachodzącej przy stałym ciśnieniu.

13 Zależność między U r i H r dla reakcji w fazie gazowej T, p = const. H = U + p V p V = n R T H = U + n R T

14 STAN STANDARDOWY SUBSTANCJI CZYSTA SUBSTANCJA POD CIŚNIENIEM 1 bar = 10 5 Pa. ZMIANA STANDARDOWEJ ENTALPII PRZEMIANY FIZYCZNEJ (przemiany fazowej) W DANEJ TEMPERATURZE – zmiana standardowej entalpii, która towarzyszy zmianie stanu fizycznego substancji. ZMIANA STANDARDOWEJ ENTALPII REAKCJI CHEMICZNEJ W DANEJ TEMPERATURZE – różnica standardowych molowych entalpii tworzenia produktów i substratów (pomnożonych przez wartości bezwzględne ich współczynników stechiometrycznych).

15 ENTALPIA PRZEMIANY FAZOWEJ - zmiana entalpii towarzysząca zmianie stanu fizycznego - ENTALPIA REAKCJI H 2 O (s) H 2 O (c) H 2 O (c) H 2 O (s) C 6 H 6 (c) C 6 H 6 (g) CH 4 (g) + 2 O 2 (g) CO 2 (g) + 2 H 2 O (c)

16 PRAWO HESSA Jeżeli układ ulegający przemianie może wymieniać z otoczeniem energię wyłącznie poprzez wymianę ciepła i ewentualnie poprzez wykonanie pracy objętościowej, to ilość energii wymienionej przez przekazywanie ciepła (efekt cieplny przemiany U lub H) zależy tylko od stanu początkowego i końcowego układu, a nie zależy od drogi przemiany (tzn. liczby i rodzaju etapów pośrednich na tej drodze), pod warunkiem, że wszystkie etapy zachodzą pod stałym ciśnieniem lub w stałej objętości.

17 Pośrednie wyznaczenie efektu cieplnego reakcji Stan początkowy substraty H x = H 1 + H 2 + H 3 + H 4 H x H 1 Stan końcowy produkty Stan pośredni I Stan pośredni II Stan pośredni III H 2 H 3 H 4 p=const U x = U 1 + U 2 + U 3 + U 4 V=const

18 znając ciepła tworzenia wszystkich reagentów znając ciepła spalania wszystkich reagentów znając ciepła tworzenia i spalania reagentów znając ciepła innych reakcji

19

20 Przykłady reakcji tworzenia

21

22

23

24

25 ZALEŻNOŚĆ CIEPŁA PRZEMIANY ( U, H) OD TEMPERATURY PRAWO KIRCHHOFFA

26 H entalpia temperatura, T SUBSTRATY PRODUKTY p = const C p = f (T) C p = a + bT + cT 2 + dT -2 a,b,c,d = const.

27 w przedziale temperatur [ T 1, T 2 ] nie zachodzą przemiany fazowe substratów i produktów C p const ( C p const) C p = const ( C p = const) Warunek: ciągłość funkcji C P = f(T)

28 H o (T): N 2(g) + 3H 2(g) = 2 NH 3(g)

29 H o (T): CO (g) + H 2 O (g) = CO 2(g) + H 2(g)

30 H o (T): CaCO 3(s) = CaO (s) + CO 2(g)

31 H o (T): C (s) + CO 2(g) = 2 CO (g)


Pobierz ppt "TERMODYNAMIKA CHEMICZNA Dr Beata Mycek UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ Kraków 2006 PIERWSZA ZASADA."

Podobne prezentacje


Reklamy Google