Ideaalse gaasi olekuvõrrand (3)

Sarnased õppematerjalid

5

doc

Üldloodusteaduse spikker II kT

Ideaalse gaas, olekuvõrrand, olekufunktsioonid ­ p, T, V, U (siseenergia). kineetilise teooria alused ­ rõhu, temperatuuri ja siseenergia avaldised osakeste liikumisolekute kaudu. 1) Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsaim mudel, kus lihtsuse mõttes oletatakse, et : Molekulidel on lõpmata väikeste elastsete kerakeste omadused. Molekulide liikumine on kulgliikumine. Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav. Molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes . Ideaalset gaasi pole võimalik veeldada . Reaalsed gaasid käituvad ideaalsetena suurtel hõrendustel.; Ideaalne gaas on kõige lihtsam termodünaamiline süsteem. Gaas, mis koosneb täielikult elastsetest punktmassidest (millel pole sisemist struktuuri). 2) Siseenergia on: makrokäsitluses keha või süsteemi energia, mis on määratud selle keha

Üldloodusteadus

6

doc

Keemia termodünaamika alused

Keemia termodünaamika alused 1. Ideaalse gaasi definitsioon. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Ideaalse gaasi olekufunktsioonid ­ p, T, V, U (siseenergia). Ideaalse gaasi kineetilise teooria alused ­ rõhu, temperatuuri ja siseenergia avaldised osakeste liikumisolekute kaudu. 1) Ideaalne gaas on reaalse gaasi lihtsaim mudel, kus lihtsuse mõttes oletatakse, et : · Molekulidel on lõpmata väikeste elastsete kerakeste omadused · Molekulide liikumine on kulgliikumine · Ideaalne gaas on lõpmatult kokkusurutav · Molekulide vastasmõju seisneb ainult nende omavahelistes elastsetes põrgetes · Ideaalset gaasi pole võimalik veeldada Reaalsed gaasid käituvad ideaalsetena suurtel hõrendustel.; Ideaalne gaas on kõige lihtsam termodünaamiline süsteem

Üldloodusteadus

16

docx

TERMODÜNAAMIKA PÕHIMÕISTED

ühest kohast teise üleminekul pidevalt 2) heterogeenne süsteem – koosneb mitmest erisuguste omadustega faasist faas – ühtlane süsteemi osa, mis on teistest osadest eralduspinnaga lahutatud ning erineb keemilis-füüsiliste omaduste poolest olekuparameetrid – iseloomustavad süsteemi termodünaamilist olekut (p, T, V, n) olekuvõrrand – iseloomustab olekuparameetrite vahelisi seoseid nt ideaalne gaas – puuduvad osakeste mõõtmed/ruumala (osakesed on punktid) ning osakestevaheline vastastikmõju pV = nRT R – gaasi universaalkonstant; R = 8.314 J/molK (ehk 0.0820 dm3atm/molK); R = poVo/To; po – normaalrõhk (1 atm. ehk 101 325 Pa), To – normaaltemperatuur (0 °C ehk 273.15 K), Vo – molaarruumala normaaltingimustel (22.4 dm3/mol).

Füüsika

11

pdf

Termodünaamika eksamiküsimused 2013

töö vastastikuseid seoseid. 3. Mida mõistame termodünaamilise süsteemi all, homogeene, heterogeenne ja isoleeritud süsteem Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Homogeenne süsteem on selline, mille füüsikalis-keemilised omadused on kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteks on gaas, vesi, jää jne. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikutel osadel on erinevad füüsikalised omadused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspindadega. Heterogeenseks süsteemiks on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää jne. Termodünaamilist süsteemi, millel puudub soojusvahetus väliskeskkonnaga, nimetatakse soojuslikult isoleeritud ehk adiabaatiliseks süsteemiks. Süsteem, mis on väliskeskkonnast

Masinamehaanika

6

doc

Keemia alused: Termodünaamika

rõhk ja temp.; Ekstensiivsed suurused - parameetrid, mis on proportsionaalsed süsteemis olevate kehade massiga või osakeste arvuga. 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

Keemia alused

25

doc

Termodünaamika I eksamiküsimused vastustega

vastastikuseid seoseid. 3. Mida mõistame termodünaamilise süsteemi all, homogeene, heterogeenne ja isoleeritud süsteem Termodünaamilise süsteemi all mõistetakse kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Homogeenne süsteem on selline, mille füüsikalis-keemilised omadused on kõigis punktides ühesugused. Sellise süsteemi näiteks on gaas, vesi, jää jne. Heterogeenseks nimetatakse süsteemi, mille üksikutel osadel on erinevad füüsikalised omadused. Seejuures on süsteemi osad üksteisest eraldatud lahutuspindadega. Heterogeenseks süsteemiks on näiteks vesi ja jää, aur ja vesi, aur ja jää jne. Termodünaamilist süsteemi, millel puudub soojusvahetus väliskeskkonnaga, nimetatakse soojuslikult isoleeritud ehk adiabaatiliseks süsteemiks. Süsteem, mis on väliskeskkonnast

Termodünaamika

13

docx

Üldloodusteadus

Põhiolekud: vedel, tahke (jaotakse tahkisteks ja amorfseteks aineteks) ja gaasiline olek. Tahke aine säilitab nii kuju, kui ka mahtu, omab suhteliselt suur tihedust; osakesed tahkes aines võnkuvad tasakaalu seisundi juures. Vedelik säilib mahtu, kuid ei säili kuju, tihedus on väiksem, kui tahkes aines; vedeliku molekulidel ei ole määratud asendi, kuid samal ajal nende vahel ilmuvad mõjud, mis tõmbavad neid kokku. Gaas ei säili kuju, ega mahtu ja iseloomustub väikse tihedusega; gaasi osakesed liikuvad kaootiliselt ja peaaegu vabalt põrkumiste vahel, mille ajal tekkib järske liikumise iseloomu muutumine. Agregaatoleku muutus kaasneb hüppelise vaba enrgia, entroopia, teheduse ja teiste füüsiliste omaduste muutusega. 5) Keemilised reaktsioonid. Aatomite ja molekulide tasemel: tänu soojusliikumisele toimuvad põrged aatomite ja molekulide vahel. Tähtis on, et molekulidel oleks õige

Loodusteadus

5

doc

Rakenduskeemia

Iseeneslikud protsessid on mittepöörduvad. Iga protsess, mille jaoks on S>q/T toimub iseeneslikult Iga protsess isoleeritud süsteemis (S>0) toimub iseeneslikult Kui isoleeritud süsteem on tasakaalus, omab entroopia maksimaalset väärtust. ­ Iseeneslik protsess ei pruugi olla kiireEntroopia Iseeneslike protsessidega kaasneb energia ja aine jaotuse korrapära kahanemine ehk siis korrapäratuse kasv. Entroopia kasvab: sulamisel, aurustumisel, T-i tõstmisel, gaasi paisumisel, tahke aine lahustumisel jne Termodünaamikas mõõdetakse korrapäratust entroopiaga S. Mida suurem on korrapäratus, seda suurem on ka entroopia. Isoleeritud süsteemis toimuvad iseeneslikud protsessid entroopia kasvu suunas. Seega on iga isoleeritud süsteemi saatuseks muutuda korrapäratuks. Pöörduval protsessil suureneb gaasi energia samapalju kui väheneb soojusallika energia ning süsteemi energia ei muutunud.

Rakenduskeemia

Meedia

Kommentaarid (3)