Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused I. Termodünaamika alused 1. Termodünaamika põhimõisted Süsteem vaadeldav universumi osa (liigitus: avatud, suletud, isoleeritud); faas ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ja erineb teistest osadest oma füüsikalis-keemiliste omaduste poolest; olekuparameetrid iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut: temperatuur (T), rõhk (p), ruumala (V), aine hulk (koostis) (n); olekuvõrrandid olekuparameetrite vahelised seosed.
Nt. maht, energia, entroopia, entalpia. 50 grammil ainel on 2x rohkem siseenergiat kui 25 grammil ainel samadel tingimustel. 3. Defineerige süsteemi siseenergia. Süsteemi summaarset võimet teha tööd nim tema siseenregiaks U. 4. Arvutage soojuse ja töö tõttu tekkiv siseenergia muutus. U=q+w q-eraldunud soojuse hulk ;w-paisumistöö 5. Arvutage gaasi paisumisega kaasnev töö, soojuse ja siseenergia muutus. w=-PexV (w=-nRTlnV2/V1)? 6. Sõnastage termodünaamika I seadus ja selgitage sellest seadusest tulenevaid järeldusi. Isoleeritud süsteemi siseenergia on konstantne, energia jäävuse seadus, ei teki ega kao. Mitteisoleeritud süsteemi korral U=q+w, konstantsel ruumalal U=q. Üks järeldus sellest seadusest on, et energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub energiahulgaga, mis seadmest välja voolab. Võtame näiteks elektrilambi. Energia voolab elektrilampi elektri kujul. Kui
TEHNILINE TERMODÜNAAMIKA SISSEJUHATUS Termodünaamika on teadus energiate vastastikustest seostest ja muundumistest, kus üheks komponendiks on soojus. Tehniline termodünaamika on eelmainitu alaliigiks, mis uurib soojuse ja mehaanilise töö vastastikuseid seoseid. Tehniline termodünaamika annab alused soojustehniliste seadmete ja aparaatide (näiteks katelseadmete, gaasiturbiinide, sisepõlemismootorite, kompressorite, reaktiivmootorite, soojusvahetusseadmete, kuivatite jne.) arvutamiseks ja projekteerimiseks. Tehniline termodünaamika nagu termodünaamika üldse tugineb kahele põhiseadusele. Termodünaamika esimene seadus on energia jäävuse seadus, rakendatuna soojuslikele protsessidele, teine seadus aga määrab kindlaks vahekorra olemasoleva soojuse ja temast
agregaatolekut tasakaalus ja seda nim. VEE KOLMIKPUNKTIKS. Kõverate vahelised pinnad vastavad ainult ühe agregaatoleku tingimustele. 5. Keemiliste reaktsioonide seaduspärasusi keemilise reaktsiooni võrrand väljendab reaktsiooni üldtulemusi. Tegelikult on reaktsioon keerukam 5.1 Keemilise termodünaamika põhimõisteid. Olekuparameetrid ja olekufunktsioon. Homogeensed ja heterogeensed süsteemid Keemiliste reaktsioonide seaduspärasusi võimaldab avaldada keemiline termodünaamika, mis uurib erienergia vormide üleminekuid keemilistes protsessides, selle juures iseloomustatakse süsteemi olekuparameetrite ja olekufunktsioonidega. Olekuparameetriteks võetakse määreldavad suurused: temp (T), rõhk (P), ruumala(V) ja moolide arv (n)
Biokeemia töö (14.10.15) kordamine 1. Termodünaamika esimene seadus: Energia ei saa tekkida ega hävida. Energiahulk, mis voolab mingisse seadmesse, võrdub energiahulgaga, mis seadmest välja voolab. Termodünaamika teine seadus: Kõigis looduslikes protsessides entroopia kasvab. Soojus liigub kuumemast kohast külmemasse kohta. Entalpia väljendab süsteemi siseenergia (U), rõhu (p) ja ruumala (V) vahelist seost. (H=U+pV) Entroopia kirjeldab süsteemi korratuse kasvu ja/või protsesside käigus süsteemis aset leidva energia kvaliteedi langust. 2
Massiprotsent × 100 % Dissotsiatsioonimäär Aine mass m=c × M m= n × M pH= - log |H| pH=pK log |H|= |H|=K × [HO] = pOH= - log |OH¯| |OH¯|= Molaarmass M = V × Cm M= M= Molaalsus Cm= Cm= Ruumala V= V= Konsentratsioon C= C= C= Happe ja soola suhe: = Moolide arv n= n=C×V Entalpia H= U+nRT H=G+TS Siseenergia U=H-nRT U= q - w Gibbsi vabaenergia G=H-TS G= -nFE G=Gr°+ RT ln Q Entroopia S=R ln S= S=nc ln S= nR ln S= nR ln Kiirus v = v=K×C(a)×C(b) v(t2)= v(t1) × Poolestusaeg t= t(e,k) = i× K(e,k) × Cm (elektrolüütide puhul i= × (produktide ioonide arv -1) + 1 Osmootne rõhk = i × Cm × RT Tasakaalukonstant Ka= lnK= lnK = ln = × - ) K2= K1 × aktivatsioonienergia E=E - lnQ
1. Mis elemendi saab toota uriinist? Kirjeldage eksperimenti. Fosfori avastas 17.saj Saksa keemik Brand. Ta eksperimenteeris uriiniga, mis sisaldab märkimisväärsetes kogustes lahustunud fosfaate. Esmalt lasi ta uriinil mõne päeva seista, kuni see hakkas halvasti lõhnama. Edasi keetis ta uriini pastaks, kuumutas selle kõrgel temperatuuril ja juhtis auru läbi vee. Aur kondenseerus valgeks vahaseks aineks, mis helendas pimedas ja põles hämmastavalt hästi. 2. Kes ja kuidas avastas vesiniku? Reaktsioonivõrrand. Henry Cavendish, inglise keemik. Mõõtis esimesena gaaside tihedust; 18. saj uuris gaasi, mis eraldub metallide reageerimisel hapetega; gaas on väga väikese tihedusega ja kergestisüttiv; Tõestas katseliselt, et selle gaasi põlemisel tekib vesi; st. vesi tekib kahe gaasi kombinatsioonil. Zn + H2SO4= ZnSO4 + H2↑ 3. Keda peetakse kaasaegse keemia isaks ja miks? Antoine-Laurent Lavoisier, prantsuse keemik, 18. saj Tõestas eksperimentaalselt ainete massi jä
kehalt soojemale kehale. Näiteks kui vaadelda süsteemi olekuid, siis võib termodünaamika II printsiipi sõnastada: suletud süsteem püüab üle minna korrastatud olekust korrastamata olekusse. Süsteemi korrastatust iseloomustatakse entroopia abil. Mida korrastatum on süsteem, seda väiksem on entroopia ja vastupidi. Tavaliselt kasutatakse entroopia S asemel S, mis leitakse valemist: S= Q / T (Q-ülekantav soojushulk, T- süsteemi temp.) Entroopia mõistet kasutades on termodünaamika II printsiip: entroopia kasvab suletud süsteemis toimuvate soojuslike protsesside käigus.( S0). Aine ehituse alused Gaasid Reaalsed gaasid, millega igapäevaelus kokku puutume, erinevad ideaalsest gaasist selle poolet, et nende molekule ei käsitleta punktmassidena ja arvastatakse molekulide vahel mõjuvat tõmbejõudu. Reaalse gaasi käitumist kirjeldab reaalse gaasi võrrand nn. van der Waalsi võrrand: (p+ m2/M2 a / V2)(V- m/M b)= m / M RT (p- gaasi rõhk, m- mass,
Kõik kommentaarid