Fyzikální chemie 1: Termodynamika Sylabus přednášky

Podobné dokumenty
TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

TERMODYNAMIKA 1. AXIOMATICKÁ VÝSTAVBA KLASICKÉ TD Základní pojmy

Jednosložkové soustavy

Pomoc v nouzi. (m B je hmotnost rozpouštědla v gramech)

Termodynamika pro +EE1

7. Fázové přeměny Separace

Raoultův zákon, podle kterého je při zvolené teplotě T parciální tlak i-té složky nad roztokem

Fyzikální chemie. 1.2 Termodynamika

Tepelná vodivost. střední rychlost. T 1 > T 2 z. teplo přenesené za čas dt: T 1 T 2. tepelný tok střední volná dráha. součinitel tepelné vodivosti

II. Stavové chování látkových soustav

E = E red,pravý E red,levý + E D = E red,pravý + E ox,levý + E D

Fázové heterogenní rovnováhy Fáze = homogenní část soustavy, oddělná fyzickým rozhraním, na rozhraní se vlastnosti mění skokem

V xv x V V E x. V nv n V nv x. S x S x S R x x x x S E x. ln ln

KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ

Rovnováha Tepelná - T všude stejná

Výpočty za použití zákonů pro ideální plyn

KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku. Přemysl Šedivý. 1 Základní pojmy 2

IDEÁLNÍ PLYN. Stavová rovnice

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. I. Základní pojmy FCH a kinetická teorie plynů

Kinetika spalovacích reakcí

Termodynamika materiálů. Vztahy a přeměny různých druhů energie při termodynamických dějích podmínky nutné pro uskutečnění fázových přeměn

KATEDRA VOZIDEL A MOTORŮ. Skutečné oběhy PSM #6/14. Karel Páv

Chemické reaktory. Chemické reaktory. Mikrokinetika a Makrokinetika. Rychlost vzniku složky reakcí. Rychlost reakce

Gibbsova a Helmholtzova energie. Def. Gibbsovy energie G. Def. Helmholtzovy energie A

2.4 Stavové chování směsí plynů Ideální směs Ideální směs reálných plynů Stavové rovnice pro plynné směsi

Termodynamika pro +EE1 a PEE

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

Fyzikální chemie. Magda Škvorová KFCH CN463 tel února 2013

6. Stavy hmoty - Plyny

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny. He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

IV. Fázové rovnováhy dokončení

III. Základy termodynamiky

Termomechanika 8. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Plynové turbíny. Nevýhody plynových turbín: - menší mezní výkony ve srovnání s parní turbínou - vyšší nároky na palivo - kvalitnější materiály

Obrázek1:Nevratnáexpanzeplynupřesporéznípřepážkudooblastisnižšímtlakem p 2 < p 1

Plyn. 11 plynných prvků. Vzácné plyny He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn Diatomické plynné prvky H 2, N 2, O 2, F 2, Cl 2

FYZIKA 2. ROČNÍK. Změny skupenství látek. Tání a tuhnutí. Pevná látka. soustava velkého počtu částic. Plyn

KATEDRA VOZIDEL A MOTOR. Skute né ob hy PSM #6/14. Karel Páv

III. STRUKTURA A VLASTNOSTI PLYNŮ

Termodynamika. T [K ]=t [ 0 C] 273,15 T [ K ]= t [ 0 C] termodynamická teplota: Stavy hmoty. jednotka: 1 K (kelvin) = 1/273,16 část termodynamické

Výsledky úloh. Obsah KRUHOVÝ DĚJ S IDEÁLNÍM PLYNEM. Studijní text pro řešitele FO a ostatní zájemce o fyziku

Termodynamické základy ocelářských pochodů

3. CHEMICKÁ TERMODYNAMIKA

3. CHEMICKÁ TERMODYNAMIKA

Termodynamika ideálního plynu

Nultá věta termodynamická

i=1..k p x 2 p 2 s = y 2 p x 1 p 1 s = y 1 p 2

Joulův-Thomsonův jev. p 1 V 1 V 2. p 2 < p 1 V 2 > V 1. volná adiabatická expanze nevratný proces (vzroste entropie)

Do známky zkoušky rovnocenným podílem započítávají získané body ze zápočtového testu.

Cvičení z termomechaniky Cvičení 5.

Chemická kinetika. Reakce 1. řádu rychlost přímo úměrná koncentraci složky

Listopad Ing.Karel Páv,Ph.D.

Zkouškový test z fyzikální a koloidní chemie

Skupenské stavy. Kapalina Částečně neuspořádané Volný pohyb částic nebo skupin částic Částice blíže u sebe

FYZIKÁLNÍ CHEMIE I: 1. ČÁST KCH/P401

Membránové procesy. (koncentrát) permeát P. (diluát) mikrofiltrace ultrafiltrace 0,2. reverzní osmóza (hyperfiltrace) dialýza elektrodialýza.

Termodynamické zákony

Teplota jedna ze základních jednotek soustavy SI, vyjadřována je v Kelvinech (značka K) další používané stupnice: Celsiova, Fahrenheitova

1. Látkové soustavy, složení soustav

Termodynamika 2. UJOP Hostivař 2014

3 Základní modely reaktorů

2.6.7 Fázový diagram. Předpoklady: Popiš děje zakreslené v diagramu křivky syté páry. Za jakých podmínek mohou proběhnout?

IDEÁLNÍ PLYN 11. IDEÁLNÍ A REÁLNÝ PLYN, STAVOVÁ ROVNICE

TERMIKA VIII. Joule uv a Thompson uv pokus pro reálné plyny

Termodynamický popis chemicky reagujícího systému

Chemická termodynamika 14

Ideální plyn. Stavová rovnice Děje v ideálním plynu Práce plynu, Kruhový děj, Tepelné motory

Termomechanika 6. přednáška Doc. Dr. RNDr. Miroslav Holeček

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

TEORIE PROCESŮ PŘI VÝROBĚ ŽELEZA A OCELI Část II Teorie ocelářských pochodů studijní opora

9. Struktura a vlastnosti plynů

Druhá věta termodynamiky

5.1 Termodynamický popis chemicky reagujícího systému

Termodynamika - Formy energie

Stavová rovnice. Ve stavu termodynamické rovnováhy termodynamicky homogenní soustavy jsou všechny vnitřní parametry Y i

Fázové rovnováhy I. Phase change cooling vest $ with Free Shipping. PCM phase change materials

Oddělení technické elektrochemie, A037. LABORATORNÍ PRÁCE č.9 CYKLICKÁ VOLTAMETRIE

Fyzika - Sexta, 2. ročník

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

13. Skupenské změny látek

Základem molekulové fyziky je kinetická teorie látek. Vychází ze tří pouček:

TERMOMECHANIKA 1. Základní pojmy

Dodatkové příklady k předmětu Termika a Molekulová Fyzika. Dr. Petr Jizba. II. princip termodamický a jeho aplikace

2.6.6 Sytá pára. Předpoklady: 2604

Cvičení z termodynamiky a statistické fyziky

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Molekulová fyzika a termika. Přehled základních pojmů

VLHKÝ VZDUCH STAVOVÉ VELIČINY

PROCESY V TECHNICE BUDOV 8

Exponenciální funkce, rovnice a nerovnice

Transportní jevy v plynech Reálné plyny Fázové přechody Kapaliny

MOLEKULOVÁ FYZIKA KAPALIN

IDEÁLNÍ PLYN II. Prof. RNDr. Emanuel Svoboda, CSc.

Roztok. Homogenní směs molekul, které mohou být v pevném, kapalném nebo plynném stavu. Pravé roztoky

ných ehřátých kapalin zásobníky zkapalněných plynů havarijní scénáře a jejich rozbor

Projekt realizovaný na SPŠ Nové Město nad Metují. s finanční podporou v Operačním programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost Královéhradeckého kraje

II. MOLEKULOVÁ FYZIKA 3. Reálné plyny a fázové přechody 4. Molekulární jevy v kapalinách

Vnitřní odpínače H 27. trojpólové provedení jmenovité napětí 12 a 25 kv jmenovitý proud 630 A

Rozpustnost Rozpustnost neelektrolytů

Transkript:

Fyzkální heme : ermodynamka Sylabus řednášky ohuslav aš Dooručená lteratura: P.W. tkns: Physal Chemstry, Oford Unversty Press W.J. Moore: Fyzkální heme, SNL, Praha Dvořák, rdčka: Základy fyzkální heme, adema, Praha Základní ojmy Hmota (látka) záření množství látky - mol vogadrova konstanta N = 6,3 3 mol - Etenzvní velčny - hmota, objem... Intenzvní velčny - telota, hustota, tlak Molární velčny molární hmotnost molární objem molární konentrae, molalta Energe - shonost konat rá zákon (teorém) zahování hmoty a energe Jednotky energe knetká energe rotační energe otenální energe - výsledek oze Energe ohybu molekul - translae, rotae, vbrae eelná energe Ekvartční rn klaské fyzky: - každý stueň volnost má stejnou střední energ Energe je kvantovaná E h h = 6,65-34 Js je Plankova konstanta, je kmtočet vlnění

lastnost lynů Stav látky je defnován jejím fyzkálním vlastnostm Stavová rovne je matematký vztah mez tlakem, telotou, objemem a množstvím n Jednotky tlaku a teloty Standardní hodnoty tlaku a teloty ay-lussaovův zákon = (+5,37/q) bsolutní telota elotní stune se defnuje trojným bodem 73,6 K oylův zákon = konst. ro danou telotu Stavová rovne deálního lynu n R R 8,34 J K mol,8 l atm K mol Knetký model deálního lynu Plyn se skládá z molekul o hmotnost m, a růměru d, které se ohybují náhodně Rozměr molekul je zanedbatelný orot střední dráze mez srážkam Molekuly solu nenteragují, ouze se dokonale ružně srážejí nm, v 3 střední kvadratká ryhlost 3R M 3k m m f ( v) 4 k 3 v mv e k f(v) rozložení ryhlost

3k m střední kvadratká ryhlost k 8 m střední ryhlost α = k m nejravděodobnější ryhlost mv m v m 3 k střední energe Mezmolekulové srážky z N N srážková frekvene 3

Z z N N hustota srážek - / 8k Z N N hustota srážek - z střední volná dráha 4 Z S N očet nárazů na ovrh stěny Reálné lyny z v R defne komresbltního faktoru z C z v v... vrální rozvoj komresbltního faktoru z oyleova telota telota ř níž = a v b R v van der Waalsova rovne Krtké velčny. ztah mez krtkým velčnam a konstantam a, b van der Waalsovy rovne 4

. věta termodynamká du dq dw U q w dw obj et d U je vntřní energe, wobj objemová ráe reverzblní a reverzblní děje stavové funke a nestavové funke du dq ro = konst., nulová eterní ráe H U defne entale H dh dq ro = konst., nulová eterní ráe C U C P H teelné kaaty ř konst objemu a tlaku, defne ro jakoukolv látku R 5 R = 3 R ro deální lyn 5

dw obj et d objemová ráe ř reverzblním děj d w obj d objemová ráe ř reverzblním děj (et = ) eanze a komrese deálního lynu: konst. zotermká konst., adabatká ermoheme entale (telo) tání, varu, sublmae entale (telo) tuhnutí, kondenzae entale (telo) reakční, slučovaí, salná H ( ) H ( ) C,. d C, rod d závslost reakčního tela na telotě - Krhhoffova rovne: výh l H reakč jh j, Hessův zákon j sluč 6

Některé teelné kaaty: v [J K - mol - ] [J K - mol - ] r,48,79 He,48,79 N,74 9, CO 8,46 37, H O(l) 75,9 H O(g) 33,5 g 5,35 C(damant) 6,3 Problém teelnýh kaat víeatomovýh lynů řsěl ke vznku kvantové fyzky Entroe dq ds rev defne entroe systému dq ds defne entroe okolí. věta termodynamká Entroe zolovanýh systémů narůstá, jestlže v nh robíhají sontánní (reverzbln, nevratné) roesy dq ds Clausova nerovnost, > sontánní, = rovnováha Je-l S = S(,), ak: ds C d d Je-l S = S(,), ak: ds C d d 7

eelné stroje, teelná čeradla wma q h h Carnotova účnnost teelného stroje ε = q h w ma = h h Ideální účnnost teelného čeradla U S defne Helmholtzovy energe H S defne bbsovy energe d děje za konst. objemu a teloty (< sontánní, = rovnováha): d děje za konst. tlaku a teloty (< sontánní, = rovnováha): du ds d sojená. a. věta termodynamká U termodynamká stavová rovne 8

Dferenální vztahy: du ds d d Sd d dh ds d d Sd d Mawellovy rovne: S S S S S S Další vztahy: H S H S U S U S S S H závslost bbsovy energe na telotě, bbsova-helmholtzova rovne závslost bbsovy energe na tlaku n, g defne hemkého otenálu čsté látky 9

R ln hemký otenál m deálního lynu, = 35 Pa, standardní tlak f R ln, f defne fugaty f reálného lynu g fugatní koefent ln z d výočet fugatního koefentu reálného lynu Fázové změny čstýh látek Fáze je forma látky, která je v určté část rostoru homogenn, jak v hemkém složení, tak ve fyzkálníh vlastnosteh Fázové rozhran je hrane v rostoru rozdělujíí dvě fáze Podmínka rovnováhy: Chemký otenál každé látky je stejný ve všeh částeh systému, nezávsle na tom, z kolka částí se skládá f v s bbsův zákon fází f očet fází, v očet stuňů volnost, s očet složek Rovnováha mez dvěma fázem d h d v Claeyronova rovne h ln v zntegrovaná

Rovnováha kondenzovaná fáze - lyn d ln h d R Claususova-Claeyronova rovne h ln R zntegrovaná obsah vodní áry ve vzduhu relatvní vlhkost a její závslost na telotě Směs arální molární velčny n n n,, j arální molární objem n n elkový objem n n n,, j hemký otenál složek směs Platí: d d Sdt d n

Chemký otenál kaalnýh směsí R ln vztahuje se k čsté láte deální roztok - Raoultův zákon K zředěný roztok - Henryho zákon Kolgatvní vlastnost roztoků zvýšení bodu varu: ln h R vý, R M m. hvý, snížení bodu tuhnutí: htání, ln R R M m. htání, htání, ln R rozustnost R osmotký tlak, van t Hoffova rovne Fyzologké hodnoty osmolarty: lazma 3-3 mosmol/l, moč 85 mosmol/l

3 ar směs kaaln,, y y, ) ( ) ( y destlae, rektfkae, fázové dagramy -, -, azeotroké směs, destlae vodní árou ktvta a, defne: lynná směs roztok směšovaí bbsova funke ro hemkou reake : m ) ( R ln d d a R ln f a,, m m m m a )) )ln( ( ) ln( ( )) ln( ) ln( ( m nr nr

v mnmu: R ln Chemké rovnováhy Reakční bsova energe - defne: r, Platí: r r R ln Q, Q a J J J Změna standardní bbsovy energe r yočte se třeba jako: r rodukty sluč výh. látky sluč rovnováze je r Proto: r R ln Q rovn r R ln K 4

nebol: r R ln K d ln K d H R Závslost rovnovážné konstanty na telotě (van t Hoffova rovne) Rovnovážná konstanta na tlaku nezávsí, na tlaku však může u lynnýh reakí závset rovnovážné složení ýočet rovnovážného složení reakční směs Homogenní a heterogenní hemké rovnováhy 5

ransortní děje J d D. Fkův zákon dfuzní transort je úměrný gradentu d konentrae, D dfuzní koefent J v ransort konvekí s ryhlostí v J ue ransort elektromgraí s mobltou u, E ntezta elektrkého ole Dfuzní rovne d D t d taky. Fkův zákon rozložení konentrae v závslost na souřadn a čase Povrhové naětí dw ds koefent ovrhového naětí hg r kalární elevae vzlínání 6