d. Aurustumine on endotermiline, sulamine eksotermiline protsess - Õige Selle esituse hinded 1/1. Question 2 Punktid: 1 Millistes järgmistest protsessidest on H < 0? Vali üks või enam vastust. a. Fe (t) + S (t) <=> FeS (t) b. (NH4)2Cr2O7 (t) <=> Cr2O3 (t) + N2 (g) + 4 H2O (g) c. 2 Na (t) + 2 H2O (v) <=> 2 NaOH (l) + H2 (g) d. 2 SO3 (g) <=> 2 SO2 (g) + O2 (g) - Õige Selle esituse hinded 1/1. Question 3 Punktid: 1 Millised järgmistest protsessidest on isevoolulised ( G < 0) ainult entroopiafaktori (S) arvel? Vali üks või enam vastust. a. 2 Na (t) + 2 H2O (v) <=> 2 NaOH (l) + H2 (g) b. 2 SO3 (g) <=> 2 SO2 (g) + O2 (g) c. MgCO3 (t) <=> MgO (t) + CO2 (g) d. N2 (g) + 3 H2 (g) <=> 2 NH3 (g) - Õige Selle esituse hinded 1/1. Question 4 Punktid: 1 Millised järgmistest väidetest on õiged? Vali üks või enam vastust. a. Keemiliste sidemete tekkel entroopia kasvab b. Keemiliste sidemete tekkel entroopia kahaneb c. Ainete segunemisel entroopia kasvab
Termodünaamika teine printsiip essee Termodünaamika teine seadus väidab, et isevoolulised protsessid kulgevad looduses alati tasakaaluoleku suunas, et looduslikes protsessides entroopia kasvab ja , et tööd tegemata ei saa soojus iseenesest üle minna külmemalt soojemale. Isevooluline protsess kulgeb iseenesest. Energia muundamise käigus, kus keemiline energia muudetakse kineetiliseks energiaks, kaasneb ebakorrapärasuse kasv. Seda ebakorrapärasuse ühikut nimetatakse entroopiaks. Entroopia on Universumi korrapäratuse määr. Samuti allub molekulide juhusliku liikumise
on S. pöörduv protsess: mittepöörduv protsess: ∆S= qr ∆S= qir T T ∆S — korrapäratuse muutumise mõõt qr — soojushulk, mis kantakse üle pöörduvas protsessis qir — soojushulk, mis kantakse üle mittepöörduvas protsessis T — temperatuur Korratus on tõenäolisem kui kord, seega on tõenäoline, et entroopia kasvab. Kõige tõenäolisem on aga tasakaaluolek, seega võib eeldada, et isevoolulised protsessid kulgevad entroopia kasvu suunas (∆S>0). Isoleeritud süsteemis: Isoleeritud süsteemides on näidatud, et isevoolulised protsessid tõesti kulgevad entroopia kasvu suunas (∆S≥0). Isoleeritud süsteemis q=0, seega: ∆S = 0 → ∆S> 0 >0 T T Suletud süsteemis: ∆S>0 (q=0) Looduses on suletud süsteemides isevoolulisi protsesse, kus entroopia väheneb: kondensatsioon,
siis S = 0). Entroopia muutus keemilistes reaktsioonides: gaaside eraldumisel (ng > 0) S > 0; gaaside neeldumisel (ng < 0) S < 0; ühinemisreaktsioonis (keemiliste sidemete tekkel) S < 0; lagunemisreaktsioonis (keemiliste sidemete katkemisel) S > 0. 3. Vabaenergia (Gibbsi energia) Vabaenergia ehk Gibbsi energia (G), J/mol protsesside suuna kriteerium: G = H - TS Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, G < 0. Tasakaaluoleku tingimus: G = Gmin; G = 0; maksimaalne kasulik töö: wmax = -G; Vabaenergia (Gibbsi energia) muutus keemilistes reaktsioonides: entalpiafaktor H: suundumus energia vähenemisele (nt. keemiliste sidemete teke); entroopiafaktor TS: suundumus korrapäratuse kasvule (nt. keemiliste sidemete katkemine). TÜ, Füüsikalise Keemia Instituut
siis S = 0). Entroopia muutus keemilistes reaktsioonides: gaaside eraldumisel (∆ng > 0) ∆S > 0; gaaside neeldumisel (∆ng < 0) ∆S < 0; ühinemisreaktsioonis (keemiliste sidemete tekkel) ∆S < 0; lagunemisreaktsioonis (keemiliste sidemete katkemisel) ∆S > 0. 3. Vabaenergia (Gibbsi energia) Vabaenergia ehk Gibbsi energia (G), J/mol – protsesside suuna kriteerium: ∆G = ∆H - T∆S Isevoolulised protsessid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas, ∆G < 0. Tasakaaluoleku tingimus: G = Gmin; ∆G = 0; maksimaalne kasulik töö: wmax = -∆G; Vabaenergia (Gibbsi energia) muutus keemilistes reaktsioonides: entalpiafaktor ∆H: – suundumus energia vähenemisele (nt. keemiliste sidemete teke); entroopiafaktor T∆S: – suundumus korrapäratuse kasvule (nt. keemiliste sidemete katkemine).
10. Kuidas on reaktsiooni vabaenergia muutus seotud reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonidega (valem, ühikud)? Reaktsiooni vabaenergia arvväärtus ütleb, kui kaugel on reaktsioon tasakaaluolekust ja kui palju kasulikku tööd saab selle arvelt teha. dG = dG0 + RT ln ((C)C(D)D/ (A)A(B)B) Lihtsam kuju : dG = dG0 + RT ln ((produktid) / (lähteained)) Glükoos + ATP Glc-6-fosfaat + ADP (võivad olla erinevad reaktsioonid) 11. Milline on isevoolulise reaktsiooni G märk? Isevoolulised reaktsioonid kulgevad Gibbsi energia vähenemise suunas , dG < 0 12. Reaktsioon: glütseeraldehüüdfosfaat dihüdroksüatsetoonfosfaat on jõudnud tasakaalu. Milline on reaktsiooni G märk sellel hetkel? Kui reaktsioon on jõudnud tasakaalu, siis on reaktsiooni dG märk dG = 0. 13. Kas tasakaaluolekus on reeglina suurem pärisuunalise või vastassuunalise reaktsiooni kiirus? Tasakaaluolekus pole kumbki reaktsiooni kiiruse suund eelistatud. 14
Miks ei ole võimalik olukord, kus jäätükk muutuks veelgi külmemaks ümbritsev vesi aga soojemaks? Sest isevooluliselt liigub soojus alati soojemalt kehalt külmemale (termodünaamika II seadus) S.t. soojem keha (vesi) annab energiat külmemale kehale (jää), kristallid lõhutakse ja sulab ära. 3. Vee jäätumisel tema korrapära kasvab (S < 0). Kuidas on võimalik vee jäätumine? Vee jäätumisel tema korrapära kasvab ehk S<0. Avatud süsteemi isevoolulised protsessid toimuvad vabaenergia vähenemise suunas (G<0). Selleks,et G oleks negatiivne, peab H<0 ning seega tingimuseks on see,et protsess peab toimuma madalamatel temperatuuridel H >TS Entroopia vähenemist peab kompenseerima soojusvahetus ümbritseva keskkonnaga ja seega peab ümbritsev keskkond omama madalamat temperatuuri kui jää.(et G<0 peab H<0 ja H>TS) 4. Elusorganismides toimub pidev korrapärase molekulaarse struktuuri loomine (S < 0). Kuidas see võimalik on?
olekust, mitte selle saavutamise viisist. (Kips on kips! ja 5=100:5 15=1041) 2. Vette asetatud jäätükk sulab. Miks ei ole võimalik olukord, kus jäätükk muutuks veelgi külmemaks ümbritsev vesi aga soojemaks? Sest isevooluliselt liigub soojus alati soojemalt kehalt külmemale (termodünaamika II säädus) 3. Vee jäätumisel tema korrapära kasvab (S < 0). Kuidas on võimalik vee jäätumine? Vee jäätumisel tema korrapära kasvab ehk S<0. Avatud süsteemi isevoolulised protsessid toimuvad vabaenergia vähenemise suunas (G<0). Selleks,et G oleks negatiivne, peab H<0 ning seega tingimuseks on see,et protsess peab toimuma madalamatel temperatuuridel H>TS Entroopia vähenemist peab kompenseerima soojusvahetus ümbritseva keskkonnaga ja seega peab ümbritsev keskkond omama madalamat temperatuuri kui jää.(et G<0 peab H<0 ja H>TS) 4. Elusorganismides toimub pidev korrapärase molekulaarse struktuuri loomine (S < 0). Kuidas see võimalik on
9. Et kindlustada oma keeruka struktuuri säilimine ja et hoida vabaenergia väärtus negatiivsena, vastasel juhul oleksid organismid surnud. 10. Kas elusorganismid on oma keskkonnaga termodünaamilises: a) tasakaalus b) tasakaaluoleku lähedal c) tasakaaluolekust kaugel? Ümbritseva keskkonnaga tasakaalus olev organism on surnud organism 11. Miks toimub lahustunud aine isevooluline ühtlane jaotumine üle kogu lahuse ruumala? Vastavalt TD II seadusele kulgevad kõik isevoolulised protsessid entroopia kasvu suunas. Ühtlasel jaotumisel korrapäratus suureneb ehk entroopia kasvab. Enamik ainete lahustumine on TD ebasoodne ehk endotermiline. Lahustumine saab siis toimuda entroopia kasvu arvelt. Lahustunud aine ühtlane jaotumine üle kogu lahuse ruumala korrapäratus kasvab ja entroopia kasvab. 12. Termodünaamika teine seadus väidab isoleeritud süsteemi entroopia kasvab üritades saavutada maksimaalset väärtust
Ep= mgh, m on mass (kg), g on gravitatsioonikonstant, g = 9,8 m/s 2, h on kõrgus maapinnast (m) Siserõhk Pindkihis olevatele molekulidele mõjuvat resultantjõudu, arvestatuna 1 cm2 kohta, nimetatakse siserõhuks. Resultantjõud ei ole mingi iseseisva jõu liik, vaid kõikide kehale mõjuvate jõudude summa. Protsessid faasidevahelisel piirpinnal Pinnaenergia (vabaenergia liig pinnal). Pindpinevus töö, mida on tarvis kulutada molekulide toomiseks faasi sisemusest piirpinnale Isevoolulised protsessid (vabaenergia vähenemise suunas) Kui väheneb pinna suurus, siis väheneb vabaenergia liig pinnaühiku kohta Pindpinevus Vedelikel (eriti suurema pindpinevusega vedelikel) on kalduvus minimiseerida oma pindala. Pindpinevus on nähtus, kus vedeliku pinnakiht käitub kui elastne kile. Sellisel juhul on maksimaalne hulk vedeliku molekule faasi sisemuses ja ümbritsetud naaberaatomite poolt. Seetõttu püüavad vedeliku tilgad olla sfäärilised
Ep= mgh, m on mass (kg), g on gravitatsioonikonstant, g = 9,8 m/s2, h on kõrgus maapinnast (m) Siserõhk Pindkihis olevatele molekulidele mõjuvat resultantjõudu, arvestatuna 1 cm2 kohta, nimetatakse siserõhuks. Resultantjõud ei ole mingi iseseisva jõu liik, vaid kõikide kehale mõjuvate jõudude summa. Protsessid faasidevahelisel piirpinnal Pinnaenergia (vabaenergia liig pinnal). Pindpinevus töö, mida on tarvis kulutada molekulide toomiseks faasi sisemusest piirpinnale Isevoolulised protsessid (vabaenergia vähenemise suunas) Kui väheneb pinna suurus, siis väheneb vabaenergia liig pinnaühiku kohta Pindpinevus Vedelikel (eriti suurema pindpinevusega vedelikel) on kalduvus minimiseerida oma pindala. Pindpinevus on nähtus, kus vedeliku pinnakiht käitub kui elastne kile. Sellisel juhul on maksimaalne hulk vedeliku molekule faasi sisemuses ja ümbritsetud naaberaatomite poolt. Seetõttu püüavad vedeliku tilgad olla sfäärilised
annaabi.ee 
