1 / 31

TERMODYNAMIKA CHEMICZNA

UNIWERSYTET JAGIELLOŃSKI COLLEGIUM MEDICUM ZAKŁAD FARMAKOKINETYKI I FARMACJI FIZYCZNEJ. TERMODYNAMIKA CHEMICZNA. PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI PRAWO HESSA PRAWO KIRCHHOFFA. Dr Beata Mycek. Kraków 2006. PIERWSZA ZASADA TERMODYNAMIKI ( ZASADA ZACHOWANIA ENERGII ). UKŁAD IZOLOWANY

falala
Download Presentation

TERMODYNAMIKA CHEMICZNA

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

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

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

  3. TERMOCHEMIA efekty energetyczne procesów fizykochemicznych Znaczenie: - 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

  4. ENTALPIA - H [ J ] , [ J mol-1] TERMODYNAMICZNA FUNKCJA STANU dH = H2 – H1 , H = H2 – H1

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

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

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

  8. UMOWNE WARUNKI PROWADZENIA PROCESU: • układ nie elektrochemiczny (W = Wobj) T = const oraz a)p = const  QP = H H > 0 proces endotermicznyH < 0 proces egzotermiczny b)V = const  QV = UU > 0 proces endoenergetycznyU < 0 proces egzoenergetyczny

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

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

  11. 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.

  12. Zależność między Ur i Hr dla reakcji w fazie gazowej T, p = const. H = U + p V p V = n R T  H = U + n R T

  13. STAN STANDARDOWY SUBSTANCJI  CZYSTA SUBSTANCJA POD CIŚNIENIEM 1 bar = 105 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).

  14. ENTALPIA PRZEMIANY FAZOWEJ - zmiana entalpii towarzysząca zmianie stanu fizycznego - C6H6 (c)  C6H6 (g) H2O (s)  H2O (c) H2O (c)  H2O (s) ENTALPIA REAKCJI CH4(g) + 2 O2 (g) CO2(g) + 2 H2O (c)

  15. 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.

  16. Pośrednie wyznaczenie efektu cieplnego reakcji DHx Stan początkowysubstraty Stan końcowyprodukty DH1 DH4 p=const Stan pośredni III Stan pośredni I DH2 DH3 Stan pośredni II DHx = DH1+ DH2 + DH3 + DH4 V=const DUx = DU1+ DU2 + DU3 + DU4

  17. znając ciepła tworzenia wszystkich reagentów • znając ciepła spalania wszystkich reagentów • znając ciepła tworzenia i spalania reagentów • znając ciepła innych reakcji

  18. Przykłady „reakcji tworzenia”

  19. Przykłady „reakcji tworzenia”

  20. ZALEŻNOŚĆ CIEPŁA PRZEMIANY (U , H) OD TEMPERATURY PRAWO KIRCHHOFFA

  21. entalpia PRODUKTY H SUBSTRATY temperatura, T p = const Cp = f (T) Cp = a + bT + cT2 + dT-2 a,b,c,d = const.

  22. Cp= const (Cp = const) Cp const (Cp const) Warunek: ciągłość funkcji CP = f(T) w przedziale temperatur [ T1 , T2 ] nie zachodzą przemiany fazowe substratów i produktów

  23. Ho(T): N2(g) + 3H2(g) = 2 NH3(g)

  24. Ho(T): CO(g) + H2O(g) = CO2(g) + H2(g)

  25.  Ho(T): CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g)

  26. Ho(T): C(s) + CO2(g) = 2 CO(g)

More Related