Основные понятия химической термодинамики. Первый закон термодинамики. Термохимия. Второй закон термодинамики. Направление химических процессов. - презентация

1 Основные понятия химической термодинамики. Первый закон термодинамики. Термохимия. Второй закон термодинамики. Направление химических процессов

2 Одкрытые Закрытые Изолированные

3 Виды энергии Энергия Механическая форма Кинетическая энергия Потенциальная энергия [энергия]=[работа]=Дж или к Дж Виды механического движения абв

4 Еда и дистанция

5 Внутренняяя энергия U: ΔU=U кінц -U поч. Есть два способы передачи энергии от или до системы: 1. передача теплоти 2. виконання роботи. Теплота обозначается Q. Q=mcΔT,

6 Зміна температури при ендотермічних процесах Зміна температури при екзотермічних процесах

7 Работа А=pΔV,

8 Внутренняя энергия (U) Е п – суммарная потенциальная энергия взаимодействия молекул Е к – суммарная кинетическая энергия движения молекул Для идеального газа: Е п = 0 0

9 Работа в термодинамике 1) Изохорный процесс (V=const)

10 Работа в термодинамике 2) Изобарный процесс ( ) V1V1 V2V2 p 0 p V 2 1 Работа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком процесса в координатах р(V)!

11 Какую работу совершил газ при переходе из состояния 1 в состояние 2? Работа в термодинамике р,атм 0 V,л Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком процесса в координатах р(V)! 1 2

12 Какую работу совершил газ при переходах: 1 2, 2 3, 3 4, 4 1. Найти работу газа за цикл. Работа в термодинамике р,атм 0 V,л Работа газа за цикл численно равна площади фигуры внутри цикла процесса в координатах р(V)!

13 Идеальный газ расширяется по закону р= V. Найти работу, совершенную газом при увеличении объема от V 1 до V 2. Работа в термодинамике p 0 V V2 V2 V1V1 2 1 p1p1 p2p2 V 2 V 1 Работа газа в термодинамике численно равна площади фигуры под графиком процесса в координатах р(V)!

14 p В каком из переходов газ совершил наибольшую работу? Ответ обосновать. 4V4V T 2p2p p T2T2T 2V2V V 0 p V p 2p2p Работа в термодинамике

15 Газ находится в вертикальном цилиндре с площадью основания 0,01 м 2 при температуре 27°С. На расстоянии 0,8 м от дна цилиндра находится поршень массой 20 кг. Атмосферное давление нормальное. Какую работу совершит газ при его нагревании до 37 °С? Дано: S=0,01 м 2 t 1 = 27 0 C t 2 = 37 0 C h 1 =0,8 м m п =20 кг р 0 =10 5 Па Ответ: 32 Дж

16 Первый закон термодинамики Q ΔUΔU

17 Деревянный барабан Первый закон термодинамики запрещает вечный двигатель первого рода

18 V,л T 0 Одноатомный газ сначала изобарически расширился в четыре раза, а затем в результате изохорического нагревания его давление возросло в три раза. Начальное давление газа 100 к Па, его конечный объём 12 л. Нарисовать графики процессов, протекающих с газом, в координатах (р,V), (р,Т) и (V,Т). Найти работу, совершённую газом, и изменение его внутренней энергии. 3 р,к Па 0 V,л T 4T4T 12T 3 12 T 12T 4T4T T р,к Па

19 T1T1 T2T2 V1V1 V2V2 Идеальный газ при изобарном нагревании и изотермическом расширении получил 16 к Дж тепла. При этом его внутренняя энергия увеличилась на 6 к Дж. Нарисовать графики процессов с газом в координатах (р, V) и (V,Т). Какую работу совершил газ при изотермическом расширении? 0 р V V1V1 V2V2 V3V3 V T 0 Дано: Q=16 к Дж ΔU= 6 к Дж р 1 р 1 р 2 р 2 V3V3 2 1 Ответ: 6 к Дж.

20 Одноатомный газ расширяется сначала изобарно, а затем изотермически. Работа, совершаемая газом при расширении, равна 800 Дж. В процессе изотермического расширения газ получил 300 Дж тепла. Найти изменение внутренней энергии газа. Дано: A=800 к Дж ΔU- ? V1V1 V2V2 3 р 1 р 1 р 2 р 2 V3V р V Ответ: 750 Дж.

21 Одноатомный газ, занимающий объём 2 л при давлении 100 к Па, нагревают сначала при постоянном давлении, а затем при постоянном объёме. При этом газ совершает работу 100 Дж, а его температура возрастает вдвое. Какое количество тепла сообщили газу при нагревании? Нарисовать графики процесса нагревания газа в координата (р, V) и (р,Т). Ответ: 400 Дж. 0 р V 3 p1p1 p3p3 Дано: V=2 л A=100 Дж T 3 =2T 1 V1V1 V2V2 1 2 T1T1 T2T2 р T 0 p1p1 p3p

22 А QхQх Рабочее тело (Газ) Нагреватель Т н Холодильник Т х QнQн КПД тепловых машин

23 p 0 V p 3p3p V 4V4V TрVAΔUΔUQКонтакт > 0 Н < 0 0 Н Х Х QнQн QхQх

24 Какую работу совершил газ при переходах: 1 2, 2 3, 3 4, 4 1. Найти работу газа за цикл. Работа в термодинамике р,атм 0 V,л Работа газа за цикл численно равна площади фигуры внутри цикла процесса в координатах р(V)!

25 p 0 V p 3p3p V 4V4V Ответ: =23,5%

26 p 0 V p 0 T V 0 T

27 А QхQх Рабочее тело (Газ) Нагреватель Т н Холодильник Т х Для ИТМ QнQн

28 Реактивный двигатель на твердом топливе

29 Прямоточный реактивный двигатель поток воздуха

30 Энтальпийная диаграмма

31 Тепловой эфект расстворения 1 моль H 2 SO 4 +1 моль Н 2 О ΔН розч,289 =-28,07 к Дж; 1 моль H 2 SO моль Н 2 О ΔН розч,298 =-73,39 к Дж; 1 моль H 2 SO моль Н 2 О ΔН розч,298 =-86,32 к Дж; Н-д СаО(г) + СО 2 (г) = СаСО 3 (к) ΔН f 298 =-177,88 к Дж/моль, ΔS 298 =-160,48 Дж/град·моль, ΔG 298 =-177,88-(298·(-0,16048))= -130,22 к Дж/моль Н-д СаСО 3 (к)=СаО(к)+СО 2 (г) ΔН f 298 =177,88 к Дж/моль, ΔS 298 =160,48 Дж/град·моль, ΔG 1500 =177,88-(1500·(0,16048))= 62,84 к Дж/моль