230 likes | 835 Vues
Termodinamika u nastavi kemije. Tomislav Cvitaš Kemijski odsjek PMF Sveučilište u Zagrebu. Zagreb, 2009-01-09. Bologna. Državna matura. Ljudsko znanje. Poslijediplomski studiji. Diplomski studiji. Preddiplomski studiji. Srednja škola. Osnovna škola. Termodinamički pojmovi u školi.
E N D
Termodinamika u nastavi kemije Tomislav Cvitaš Kemijski odsjek PMFSveučilište u Zagrebu Zagreb, 2009-01-09
Bologna Državna matura Ljudsko znanje Poslijediplomski studiji Diplomski studiji Preddiplomski studiji Srednja škola Osnovna škola
Termodinamički pojmovi u školi • Entalpija • Reakcijska entalpija • Standardno stanje • Prvi zakon termodinamike • Entropija • Drugi zakon termodinamike • Gibbsova energija • Kemijska ravnoteža
ENTALPIJA • Toplinski sadržaj • Izmijenjena toplina pri stalnom tlaku • Korigirana unutrašnja energija: H = U + pV • Jedinica: J, kJ • Nužan preduvjet: unutrašnja energija
ΔU = q + w w = – p A Δs Δs w = – p ΔV qV qp q= ΔU + p ΔV qp = ΔU + p ΔV = Δ(U + pV ) H = U + pV qV = ΔU qp = ΔH
REAKCIJSKA ENTALPIJA • Promjena entalpije tijekom reakcije • Entalpija produkata – entalpija reaktanata • Jedinica: J/mol, kJ/mol • Nužni preduvjeti: entalpija,doseg reakcije
H x Reakcijska entalpija:
STANDARDNO STANJE • Stanje pri p° = 100 kPa • Stanje pri p° = 100 kPa i T = 298 K • Stanje pri p° = 101,325 kPa i T = 273 K • Čista tvar pri nekim od gornjih uvjeta • Čista tvar uz idealno ponašanje • Stanje pri c° = 1 mol/L • ...
Standardna stanja • Za plinove (čisti ili u smjesi) • Za kondenzirane tvari (čvrste ili tekuće, čiste ili u smjesi ili za otapalo u otopinama) • Za otopljene tvari u otopinama čisti plin pri p° uz idealno ponašanje čista tvar pri p° otopina te tvari pri p°i koncentraciji c° (odnosno molalnosti b°) uz idealno ponašanje
PRVI ZAKON TERMODINAMIKE • Energija Svemira (sustava i okoline, izoliranog sustava) je stalna • Energija se ne može stvoriti ni uništiti • Perpetuum mobile prve vrste je nemoguć • Zaključak: energija nikud ne teži!
ENTROPIJA • Mjera nereda • Nužni preduvjeti: poznavanje energijskih razina i mogućih raspodjela čestica (translacije, rotacije, vibracije), račun vjerojatnosti, logaritmi
Mjera za nepovratnost 10 J 10 J
DRUGI ZAKON TERMODINAMIKE • Entropija Svemira (sustava i okoline, izoliranog sustava) raste pri svakom spontanom procesu
Drugi zakon termodinamike • Pri svakom spontanom procesu Gibbsova energija sustava se smanjuje
GIBBSOVA ENERGIJA • G = H – TS • Nužni preduvjeti: entalpija i entropija
KEMIJSKA RAVNOTEŽA • Važna i duga priča za jednu drugu priliku
T. Cvitaš, I. Planinić, N. Kallay:Rješavanje računskih zadataka u kemiji, HKD, Zagreb 2008. I. dio, pogl. 10 – Stehiometrija reakcije (doseg) II. dio, pogl. 11 – Termokemija (reakcijska entalpija) III. dio, pogl. 16 – DZT- entropija i Gibbsova energija III. dio, pogl. 17 – Termodinamika kemijskih reakcija Hrvatsko kemijsko društvo ntrajkov@hkd.hr Tel: 4606164 Horvatovac 102a, soba 221
ftp://ftp.chem.pmf.hr/download/cvitas • cca Racunanje • Fiz_Kem • za_nastavnike • za_studente 2009-01-09-Zgb-Terma.ppt cvitas@chem.pmf.hr