Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

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

Podobne prezentacje


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

1 TERMODYNAMIKA CHEMICZNA Dr Beata Mycek UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ Kraków 2006 PROCESY NIEODWRACALNE I ODWRACALNE ENTROPIA DRUGA I TRZECIA ZASADA TERMODYNAMIKI

2 PROCES SAMORZUTNY (NIEODWRACALNY) różnica temperatur różnica ciśnień różnica stężeń procesy samorzutne nie wymagają wykonania pracy BODŹCE Wszystkie przemiany zachodzące w przyrodzie przebiegają w określonym kierunku STAN POCZĄTKOWY STAN KOŃCOWY

3 PROCESY SAMORZUTNE Przykład PRZEPŁYW CIEPŁA POMIĘDZY DWIEMA CZĘŚCIAMI UKŁADU O ROŻNYCH TEMPERATURACH WYMIANA ENERGII NA SPOSÓB CIEPŁA W WYNIKU WYMIANY ENERGII NA SPOSÓB CIEPŁA PODUKŁADY A I B DĄŻĄ DO STANU RÓWNOWAGI TERMICZNEJ, W KTÓRYM MAJĄ TAKĄ SAMĄ TEMPERATURĘ. TATA T B < T A Q T B = T A AABB

4 PROCESY SAMORZUTNE Przykład ROZPRĘŻANIE GAZU PRZECIWKO STAŁEMU CIŚNIENIU LUB DO PRÓŻNI W WYNIKU ROZPRĘŻENIA SIĘ GAZU NASTEPUJE WYRÓWNANIE CIŚNIEŃ PROWADZĄCE DO STANU RÓWNOWAGI. gaz sprężony próżnia termometr

5 PROCESY SAMORZUTNE Przykład PRZEPŁYW MASY POMIĘDZY DWOMA OBSZARAMI UKŁADU O ROŻNYCH STĘŻENIACH DYFUZJA W ROZTWORACH W WYNIKU DYFUZJI NASTĘPUJE UJEDNOLICENIE SKŁADU ROZTWORU - POWSTAJE FAZA WIELOSKŁADNIKOWA WEWNĘTRZNIE ZRÓWNOWAŻONA.

6 PROCESY SAMORZUTNE Przykład PRZEMIANY FAZOWE STAN SKUPIENIA SUBSTANCJI CZYSTEJ ZALEŻY OD NARZUCONYCH UKŁADOWI WARTOŚCI TEMPERATURY I CIŚNIENIA. ZMIANA WARTOŚCI NP. TEMPERATURY LODU (p = 1013 hPa = const) MOŻE SPOWODOWAĆ SPONTANICZNY PRZEBIEG PRZEMIANY FAZOWEJ. p = 1013 hPa LÓDWODA T = 273 K273 K < T < 373 K

7 PRZEMIESZCZANIE SIĘ WODY Z WYŻSZEGO POZIOMU NA NIŻSZY

8 Betty Davies - gwiazda Hollywoodu Wszystkie przemiany zachodzące w przyrodzie przebiegają w określonym kierunku

9 PROCES NIESAMORZUTNY NIE ZACHODZI W SPOSÓB NATURALNY W DANYCH WARUNKACH Przykłady wybicie piłki na skutek ruchu termicznego atomów i cząstek podłoża uniesienie się wody z niższego poziomu na wyższy PROCES NIESAMORZUTNY (w danych warunkach) MOŻE ZAJŚĆ POD WARUNKIEM DOSTARCZENIA ENERGII (WYKONANIE PRACY NAD UKŁADEM)

10 PROCES ODWRACALNY nieskończony ciąg stanów równowagi STAN POCZĄTKOWY STAN KOŃCOWY X 1, X 2, X 3... w procesie odwrotnym: układ przechodzi przez te same stany pośrednie co w procesie pierwotnym, lecz w odwrotnej kolejności układ wymienia w tym w procesie z otoczeniem ilości masy, ciepła i pracy różniące się jedynie znakiem od wymienionych w procesie pierwotnym po zakończeniu procesu odwrotnego nie pozostaje żaden ślad ani w układzie, ani tez w jego otoczeniu

11 Przykłady topnienie lodu lub krzepnięcie wody w temperaturze 273,15 K pod ciśnieniem 1013 hPa graniczny proces sprężania ( rozprężania ) gazu realizowany poprzez nieskończenie wiele kroków z nieskończenie małą różnicą ciśnień po obu stronach tłoka W toku przemiany odwracalnej układ pozostaje w stanie równowagi termodynamicznej i zmienne określające stan układu są równocześnie współrzędnymi opisującymi przemianę.

12 PROCES NIEODWRACALNY PROCES ODWRACALNY Rozprężanie gazu doskonałego (n = 1 mol) od tego samego stanu początkowego do tego samego stanu końcowego w sposób: a) nieodwracalny, b) odwracalny.

13 ENTROPIA - S [ J K -1 ], [ J mol -1 K -1 ] TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU dS = S 2 – S 1 S = S 2 – S 1 ENTROPIA miara nieuporządkowania materii i energii S ciało stałe < S ciecz < S gaz wzrost temperatury wzrost nieuporządkowania wzrost entropii

14 ZMIANA ENTROPII W PROCESIE NIEODWRACALNYM NIERÓWNOŚĆ CLAUSIUSA PROCES ODWRACALNY, IZOTERMICZNY (układ zamknięty)

15 Entropia wszechświata ma tendencję do zwiększania się. Przebieg każdego procesu samorzutnego w przyrodzie zwiększa entropię "świata". - PRODUKCJA ENTROPII ( jest związana z przebiegiem procesu) W PROCESIE ODWRACALNYM JEST RÓWNA ZERU W PROCESIE NIEODWRACALNYM (SAMORZUTNYM) JEST WIĘKSZA OD ZERA proces odwracalny:proces samorzutny:

16 Zmiana entropii układu izolowanego określa kierunek samorzutności procesu DRUGA ZASADA TERMODYNAMIKI UKŁAD IZOLOWANY KRYTERIUM SAMORZUTNOŚCI PROCESÓW KRYTERIUM SAMORZUTNOŚCI PROCESÓW S u. iz. 0 S u. iz. 0 S ukł. iz. = S ukł. z. + S otocz. S ukł. iz. = S ukł. z. + S otocz. Zmiana entropii układu izolowanego w procesie odwracalnym jest równa zero, a w procesie nieodwracalnym ( samorzutnym ) jest większa od zera. S u. Iz. = 0 S u. Iz. = 0 proces odwracalny S u. Iz. > 0 S u. Iz. > 0 proces samorzutny

17

18

19 TEOREMAT NERNSTA, POSTULAT PLANCKA TRZECIA ZASADA TERMODYNAMIKI S T = 0 K = 0 Jeśli entropię każdego pierwiastka w jego najbardziej trwałej postaci w T = 0 K (kryształ) przyjmiemy za równą zero, to każda substancja, której T > 0 K ma entropię dodatnią. Entropia regularnie ułożonych cząstek ( ciał krystalicznych ) w temperaturze zera bezwzględnego ( T = 0 K ) wynosi zero. Jedyna funkcja termodynamiczna, której można podać wartość bezwzględną: S

20 Przykłady

21 OBLICZANIE ZMIAN ENTROPII PRZEMIANY FAZOWE ( T, p = const. ) PRZEMIANY FAZOWE ( T, p = const. ) REAKCJE CHEMICZNE REAKCJE CHEMICZNE

22 PROCESY OGRZEWANIA I OZIĘBIANIA SUBSTANCJI PROCESY OGRZEWANIA I OZIĘBIANIA SUBSTANCJI T 1 - temperatura początkowa T 2 - temperatura końcowa C p (V) const., C p (V) = f (T)

23 PROCESY OGRZEWANIA I OZIĘBIANIA SUBSTANCJI PROCESY OGRZEWANIA I OZIĘBIANIA SUBSTANCJI T 1 - temperatura początkowa T 2 - temperatura końcowa C p (V) = const.

24 ZMIANA ENTROPII W PROCESIE IZOTERMICZNEGO ROZPRĘŻANIA GAZU DOSKONAŁEGO

25 POMIAR ENTROPII (w dowolnej temperaturze T, p = const) topnienie wrzenie TkTk TwTw TkTk TwTw S top S par

26 Entropię 1 mola czystej substancji w dowolnej temperaturze (T) można obliczyć, rozpatrując proces ogrzewania substancji krystalicznej od 0 K do T pod stałym ciśnieniem: Obliczanie zmian entropii reakcji chemicznej w dowolnej temperaturze (T):

27 POŁĄCZENIE PIERWSZEJ I DRUGIEJ ZASADY TERMODYNAMIKI POŁĄCZENIE PIERWSZEJ I DRUGIEJ ZASADY TERMODYNAMIKI dU = Q el. + W Dla dowolnej przemiany odwracalnej w układzie zamkniętym, który nie wykonuje pracy nieobjętościowej. W = W obj. odwr. = - p dV Q odwr. = T dS dU = T dS - p dV RÓWNANIE FUNDAMENTALNE

28 ENTROPIA


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

Podobne prezentacje


Reklamy Google