konjugeeritud aluse suhtega: pH = pKa + log10 [A-]/[HA] · Rakendused: saab hinnata aine dissotsioonimäära erinevate keskkonnatingimuste juures. 4. Bioloogilise termodünaamika alused. Termodünaamika I ja II seadus. Kuidas on seotud G, H ja S? Mida näitab G märk ja arvväärtus? Bioloogilised standardtingimused. Kuidas on seotud G ja G0'? Eksergoonilised ja endergoonilised reaktsioonid. · Esimene seadus: Energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia kui olekufunktsiooni olemasolu · Teine seadus: Määrab iseeneslike protsesside suuna ning millest järeldub entroopia kui olekufunktsiooni olemasolu. · G = H - TS G Vabaenergia ehk Gibbsi energia muut H Entalpia muut S Entroopia muut · G on hüpoteetiline suurus, mis seob entalpia ja entroopia, võimaldab keemikul prognoosida, kas antud reaktsioon leiab asset reaktsiooni spontaansuse kriteerium. · Bioloogilised standardtingimused: o T = 298 K
reaktsioonide kiiruskonstantide suhe. Tasakaalu korral on Homogeenne süsteem süsteem, mille omadused on kõikide reaktsioonist osavõtvate ainete kontsentratsioonid tema kõigis osades ühesugused või muutuvad ühest kohast omavahel seotud. teise üleminekul pidevalt. TDI energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia Isobaariline protsess P=const kui olekufunktsiooni olemasolu. Kõigi energialiikide Isokooriline protsess V= const summa süsteemis on jääv suurus. Süsteemi siseenergia Isoleeritud süsteem puudub nii energia- kui ka kajastab sooja ülekannet ja süsteemis tehtud tööd. U=Q-W ainevahetus, väliskeskkonnaga pole ei mehaanilist ega TDII Määrab iseeneslike protsesside suuna, järeldub soojuslikku kontakti. entroopia kui olekufunktsiooni olemasolu
ülemineku tõenäosus. Erinevus klassikalise mehhaanika kausaalsusprintsiibist johtub sellest, et kvantmehhaanilne olek ei määra üheselt kõikide suuruste arvulisi väärtusi (mõõtmistulemusi). Seega võime mikromaailmas kausaalsete seoste olemasolu sedastada ainult füüsikaliste suuruste tõenäosuste vahel. Kvantmehhaanikas peame nõudma, et vastavates tingumustes annaksid kvantmehhaanika valemid piirjuhuna klassikalise mehhaanika valemid. 8. Milleks on vaja olekufunktsiooni normeerida? Sellepärast, et normeeritud olekufunktsiooni absoluutväärtuse ruut annab tõenäosuse tiheduse arvulise väärtuse. 9. Kuidas normeeritakse olekufunktsiooni Olekufunktsiooni normeeritakse nii, et lainefunktsiooni ruut pannakse võrduma ühega 2 dV = 1. Olekufunktsioon peab rahuldama nõuet: 1) tõenäosus peab olema ühene,
orbitaalkvantarvu l, mis määrab orbiidi geomeetria. Erinevalt klassikalisest füüsikast lubab kvantmehhaanika üldjuhul ennustada vaid teatud sündmuste toimumise tõenäosusi. See ei ole tingitud mitte kvantmehhaanika piiratud võimalustest, vaid peegeldab mikromaailma toimuvate protsesside olemust. Ei ole põhimõtteliselt võimalik vältida uurija mõju uuritavale nähtusele või objektile. Oletame, et superpositsiooniprintsiip kehtib mistahes ajahetkel. Siis kirjeldab olekufunktsiooni muutumist ajas mõnesugune lineaarne operaator L^ , s o d t = L^ dt ; = L^ . (27.1) t Eeldusel, et olekufunktsioon annab maksimaalse informatsiooni mikroobjektide kohta ning et kehtib põhjuslik seos olekute vahel, peab funktsioon mistahes ajahetkel olema määratud tema mõnesuguse algväärtusega
süsteemide jaoks - väidab, et kõikides protsessides, milles süsteem osaleb: U=Q-W Siin on väga tähtis tähele panna, et siseenergia on olekufunktsioon, soojusvahetus ja töö on protsessid Võrrelge termodünaamika esimest seadust (energia jäävuse seadust) mehaanilise energia jäävuse seadusega potentsiaalse ja kineetilise energia asemel on siin siseenergia ning soojusvahetus ja töö. Olekufunktsioonide kombinatsioonid on samuti olekufunktsioonid Defineerime uue olekufunktsiooni entalpia H=U+pV Mis on entalpia füüsikaline mõte (konstantsel rõhul p=const)? Hp=U+pV Võrdleme seda termodünaamika esimese seadusega, mis kehtib ka konstantsel rõhul: U=Q-W Q=U+W. Siit on selge, et Qp=Hp Entalpia on olekufunktsioon, mille muut konstantsel rõhul on võrdne protsessi soojusefektiga. Standardolekute definitsioonid: · gaasiliste ainete standardolekuks on olek 1 atmosfäärilisel rõhul · vedelike või tahkete ainete standardolekuks on nende puhtad vedelikud või
vahele detektorid või panna üks elektron teisest eemalduma valguse kiirusel (mõlemad välistavad info märkamatu jõudmise teisele elektronile, esimesel juhul signaali detekteerimise kaudu, teisel juhul ei saa esimese elektroniga toimuv kuidagi mõjutada teist elektroni, kuna signaal saab relatiivsusteooria väitel liikuda maksimaalselt valguse kiirusel) . Oma teostatavuse läbi on see eeldus ilmselt loogiliselt korrektne. Samas määrab kvantmehaanikas elektroni 1 värvuse mõõtmine olekufunktsiooni kollapsi tõttu koheselt 100% kindlusega elektroni 2 värvuse. /Albert, lk 69/ Juhul, kui esimese mõõtmise tulemus sai valge, siis kvantmehaanika määrab otseselt selle teise mõõtmise tulemuseks musta ja vastupidi. Seega rikub katse seatud eeldusi või loogika printsiipe. Einsteini, Podolsky, Rosen panid esineva mittelokaalsuse kvantmehhaanilise teooria puudulikkuse arvele ning oletasid, et mittelokaalsus on vaid näiline ja seda saab vältida
Termodünaamika on teadus erinevate energialiikide muutus S= S2- S1 = s1s2 dQ/ T [J/(kg*K)]. Entroopia on vastastikustest muundumistest. Termodünaamika hõlmab ekstensiivne suurus. Entroopia kui olekufunktsiooni väärtuse mehaanilisi, soojuslike, elektrilisi, keemilisi, elektromagnetilisi ja määravad kaks meelevaldset olekuparameetrit. Gaasi entroopia muid nähtuseid. Tehnilise termodünaamika põhi ülesanne on väärtus normaaltingimustel loetakse nulliks. teoreetiliste aluste loomine, soojusmootorite, soojusjõu seadmete, soojus transformaatoritele. 4. Isohooriline protsessiks nim. sellist protsessi, kus
faasilise oleku väljendamiseks kasut. faasimuutuse termodün.süsteemis oleva keha massist või osakeste energiate summa. siseenergia antakse tavaliselt keha 1kg diagramme. Nt. pt- diagramm, Ts- diag., Pv, hs- diag. arvust. Intensiivne parameeter on nt. rõhk ja temp. kohta. Siseenergia on ekstensiivne suurus. Siseen. kui Aditiivseteks e. ekstensiivseteks termodün parameetriteks olekufunktsiooni väärtuse määravad keha kaks on parameetrid, mis on proport-sionaalsed süsteemis meelevaldset olekuparameetrit, sagedamini valitakse olevate kehade massiga või osakeste arvuga. Nt. maht, nendeks temp ja rõhk. Ideaalgaasi siseen. sõltub ainult energia, entroopia, entalpia. Parameetreid, mille kaudu temperatuurist. Tavaliselt võetakse gaasi siseenergia
katkemine Keemiliste sidemete lõhkumiseks kulutatakse energiat Keemiliste sidemete tekkimisel eraldub energiat ja osakesed lähevad püsivamasse olekusse Süsteemi olekut ja tema muutus saab iseloomustada olekuparameetriga ja olekufunktsiooniga. Olekufunktsioonid on arvutavad suurused. Süsteemi olekufunktsioonideks on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist: siseenergia, entalpia, entropia, vabaenergia. Olekufunktsiooni erinevus kahe oleku vahel sõltub ainult nendest olekutest, aga mitte viisist, kuidas ühest teise liiguti. Süsteemi summaarset võimet teha tööd nimetatakse tema siseenergiaks U. Siseenergia ühikuks on dzaul (J). Siseenergia on süsteemi koguenergia. Siseenergia muutusega, näiteks gaasi kokkusurumisel, kaasneb reeglina molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia muutus. Kineetiline energia muutub, kuna molekulide liikumise kiirused kasvavad, samuti kasvab molekulide
Koordinaadi ja impulsi puhul kirjeldas seda esimesena Werner Heisenberg 1927. Määramatuse relatsioonid kirjeldavad kvantitatiivselt lõppolekute erinemist vaasdeldavate suuruste järjekorra äravahetamisel. Aastal 1927 sõnastasid Bohr ja Heisenberg Kopenhaageni interpretatsiooni, mida nimetatakse ka kvantmehaanika ortodoksseks interpretatsiooniks. See tugines Borni ettepanekule võtta süsteemi olekut kirjeldava olekufunktsiooni ehk lainefunktsiooni väärtuse mooduli ruutu tõenäosustihedusena (Borni interpretatsioon). Kuigi vahepeal on ilmunud arvukalt muid kvantmehaanika interpretatsioone, pooldab seda tänini enamik füüsikuid. 4 Umbes 1927 hakkas Paul Dirac töötama kvantmehaanika ja erirelatiivsusteooria ühendamise kallal. Samuti võttis ta 1930 ilmunud raamatus kasutusele bra-ket- tähistuse
Td kehas sisalduvat energia hulka nim. siseenergiaks, mis on keha osakeste kulg -ja pöörlemisliikumiseenergia, osakeste omavahelise asendi ning molekulide ja aatomite võnkumisenergiate summa. Juhul, kui td-line süsteem on väliskeskkonnast isoleeritud ja tervikuna liikumatu, võrdub tema energia tema siseenergiaga. Siseenergia mõõtühikuks on J. Siseenergia antakse tavaliselt 1kg td-lise keha kohta –u=(U/M) J/kg. Siseenergia on ekstensiivne suurus. Siseen. kui olekufunktsiooni väärtuse määravad keha kaks meelevaldset olekuparameetrit, sagedamini valitakse nendeks temp ja rõhk. Ideaalgaasi siseen. sõltub ainult temperatuurist. Tavaliselt võetakse gaasi siseenergia normaaltingimustel võrdseks nulliga. E=k + A + U, kus U on siseenergia [J/kg]. 3. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika esimeseks seaduseks on energia jäävuse ja muundumise seadus. Mingisse kehasse kantud energia võib muunduda sise- või välisenergiaks. Td-lisele süst-le üleantud
Termodünaamika I kordamisküsimused 2013 1. Nimetada termodünaamika kolm printsiipi. Esimene printsiip on energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q-W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. Teine printsiip määrab iseeneslike protsesside suuna. Klassikalised sõnastused, mille kohaselt soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale ja ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse ainus tulemus on soojuse muundumine tööks
1) Nimetada termodünaamika 3 printsiipi: Termodünaamika esimene printsiip on energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q- W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. Termodünaamika teine printsiip määrab iseeneslike protsesside suuna. Klassikalised sõnastused, mille kohaselt soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale ja ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse ainus tulemus on soojuse muundumine tööks
Sidemeentalpia e. sidemeenergia (SE) - keemiliselt seotud aatomite eraldamiseks (sideme lõhkumiseks) kuluv energiahulk ; seesama energiahulk vabaneb sideme moodustumisel Termodünaamika (TD) - füüsika haru, mis käsitleb soojusnähtusi ja nende seost aine füüsikalis-keemiliste omadustega. TD I printsiip - energia jäävuse seadus: Energia vabanemine või neeldumine reaktsioonil põhjustab muutuse reaktsioonisaaduste energias. Sellest järeldub siseenergia U kui olekufunktsiooni olemasolu. TD II printsiip määrab iseeneslike (spontaansete) protsesside suuna Põhimõte: soojus ei saa iseenesest minna külmemalt kehalt soojemale; ei ole võimalik ehitada perioodiliselt töötavat soojusjõumasinat, mille tegevuse ainus tulemus on soojuse muundumine tööks. - väljendab protsesside suundi, tasakaaluolekuid - võimaldab määrata ainete reaktsioonivõimelisust ja reakts. tulemust TD III printsiip määrab süsteemide käitumise absoluutse nullpunkti läheduses.
2. Selgitage järgmisi mõisteid: olekuparameetrid, olekufunktsioonid, protsessi funktsioonid, intensiivsed ja ekstensiivsed suurused. Tooge näiteid! Olekuparameetrid - Neande all mõistetakse füüsikalisi makrosuurusi, mis määravad kindlaks töötava keha oleku, mida saab mõõta.; Olekufunktioonid süsteemi olekufunktsioonid on sellised süsteemi olekut iseloomustavad suurused, mis ei sõltu oleku saavutamise viisist: tihedus, siseenergia (kõrgus merepinnast). Olekufunktsiooni erinevus kahe oleku vahel sõltub ainult nendest olekutest, aga mitte viisist, kuidas ühest teise liiguti.; Protsessi funktsioonid - Mehaaniline töö kui protsessi funktsioon sõltub sellest, kuidas td süst. läheb üle algolekust lõppolekusse. Mehaaniline töö loetakse posit. td süst. paisumisel (mahu suurenemisel), negatiivseks aga komprimeerimisel (mahu väh.).; Intensiivsed suurused - Intensiivseteks nim. selliseid töötava keha parameetreid, mis ei sõltu termodün
Soojusmahtuvus soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tõstmiseks 1 ºC võrra kui temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). Hessi seadus Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! Entroopia Iseeneslike protsessidega kaasneb energia ja aine jaotuse korrapära kahanemine ehk siis korrapäratuse kasv. 24. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q-W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. 25. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral H > 0 ja eksotermilise protsessi korral H < 0. 26. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused.
Süsteem on osa universumist, mida käsitleme. Ümbritsev keskkond on kõik väljaspool süsteemi. Isoleeritud süsteem ei saa vahetada ainet ega energiat. Suletud süsteem saab vahetada energiat. Avatud süsteem saab vahetada nii ainet kui energiat. Termodünaamika (TD) on õpetus energia muundumisest ja keemilise tasakaalu kvantitatiivsest kirjeldamisest. Raku energiavahetus allub termodünaamika seadustele. TD I seadus energia jäävuse seadus, millest järeldub siseenergia (E või U) kui olekufunktsiooni olemasolu. Kõigi energialiikide summa süsteemis on jääv suurus. E (või U) on süsteemi siseenergia, mis kajastab sooja ülekannet ning süsteemis tehtud tööd. Konstantse ainehulga juures siseenergia muutus E võrdub: = - = - E süsteemi siseenergia; Q süsteemi sisestatud soojahulk; W süsteemi poolt tehtud töö TD II seadus määrab iseeneslike protsesside suuna ning millest järeldub entroopia (S) kui olekufunktsiooni
Soojusmahtuvus – soojushulk, mis kulub keha temperatuuri tõstmiseks 1 ºC võrra kui temperatuuri tõstmine ei muuda aine agregaatolekut (keemilist koostist). Hessi seadus-Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! Entroopia-Iseeneslike protsessidega kaasneb energia ja aine jaotuse korrapära kahanemine ehk siis korrapäratuse kasv. 52. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus ΔU=ΔQ-ΔW, kus ΔQ on süsteemi sisestatud soojushulk ja ΔW süsteemi tehtud töö. 53. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral ΔH > 0 ja eksotermilise protsessi korral ΔH < 0. 54. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused.
jadast. Gaasi siseenergia koosneb molekulide kaootilise liikumise kineetilisest energiast. Molekulisisene energia ei tule antud juhul arvesse võtta. TERMODÜNAAMILISE SÜSTEEMI OLEKUFUNKTSIOON Termodünaamilise süsteemi olekufunktsiooniks nimetatakse süsteemi olekut iseloomustavat funktsiooni, mille muudu väärtus sõltub ainult süsteemi alg-ja lõppolekust, mille viisist, kuidas süsteem ühest olekust teise viidi. Termodünaamilise süsteemi olekufunktsiooni näiteks on siseenergia ja entroopia. Süsteemi poolt tehtud töö ja saadud soojushulka ei saa käsitleda olekufunktsioonidena ning nende muudud sõltuvad viisist kuidas süsteemi viiakse ühest olekust teise. 3.1.2. Termodünaamika 1.printsiip: Termodünaamika I printsiip seob süsteemile antud soojushulga dQ sellest tuleneva siseenergia muudu dU ja süsteemi poolt protsessi käigus tehtud mehhaanilise töö dA.
Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, sest energiaülekanne puudub (U = 0). Tsüklilises protsessis, juhul kui süsteemi alg ja lõppolek langevad kokku on üldine siseenergia muutus U =O. Seega on selles protsessis süsteemi töö võrdne ümbruselt saadud soojusega w=q. Ei ole võimalik luua igavest jõumasinat, mis töötaks energia tarbimiseta. 31. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. ΔU =q+ ω U on olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus U=Q-W, kus Q on süsteemi sisestatud soojushulk ja W süsteemi tehtud töö. 32. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. Konstantsel rõhul on süsteemi entalpiamuut võrdne süsteemi poolt neelatud (või eraldunud) soojusega. Endotermilise protsessi korral H > 0 ja eksotermilise protsessi korral H < 0. 33. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused.
H = U + pV, J . Erientalpia h = H/M = u + pv, J/kg. Entalpia põhimõõtühik on džaul (J). Entalpia antakse tavaliselt keha 1 kg kohta (erientalpia): h = H/M J/kg (M on keha mass). Süsteemi entalpia on ekstensiivne suurus, keha ühiku kohta antuna aga intensiivparameeter. Entalpia on olekufunktsioon : Kuna ideaalgaasi erisoojus sõltub ainult temperatuurist, siis määrab ka entalpia üksnes temperatuur. Entalpia kui olekufunktsiooni muutus ringprotsessis. 10. Entroopia. Entroopiat ei ole võimalik otseselt mõõta. Küll on aga võimalik entroopiat etteantud tingimustel ja vajalike andmete olemasolul arvutada. Tagastatav protsess: ds=dq/T (T on suurem nullist) kui dq on suurem nullist siis s kasvab ja kui dq väiksem nullist siis s kahaneb. Tagastamatutes, e reaalsetes dq
Suvalise reaktsiooni entalpia saame produktide ja lähteainete entalpiate vahest: Ho = nHfo (produktid) - nHfo (lähteained); n on vastav aine moolide arv (koefitsient) rekatsioonivõrrandis Sidemeentalpia – keemilise sideme tugevuse mõõduks, HB. Vastab energiale, mis on vajalik ühe mooli antud tüüpi sideme katkestamiseks konstantsel rõhul. 7. PEATÜKK TERMODÜNAAMIKA II JA III SEADUS Entroopia (S) – iseeneslikele protsessidele iseloomulik teatava olekufunktsiooni suurenemine. - 1. definitsioon: klassikalises td’s, pöörduva protsessi entroopiamuut: S = qpöörduv/T - 2. definitsioon: statistilises termodünaamikas: S = k ln W, kus k = R/NA on Boltzmanni konstant ja W on erinevate mikroolekute hulk, mis vastavad samale energiale. Korrapärasemal süsteemil oleks nagu madalam entroopia. Termodünaamika II seadus. Isoleeritud süsteemi entroopia kasvab iga spontaanse muutuse käigus. Entroopia muutus mittepöörduvates protsessides
qsoe T soe soojalt kehalt saadud soojus q soe Soojuspump: (kui panna Carnot’ protsessid käima vastassuunas, siis saame külmutusseadme või soojapumba. •energia jäävuse seadus; •gaasid kokkusurumisel kuumenevad; •soojus kandub alati külmemalt kehalt kuumemale Entroopia: Kui gaas paisub vaakumisse, siis see protsess on iseeneslik. Vastupidi see protsess ise ei toimu. Carnot’ ringprotsess võimaldab defineerida uue olekufunktsiooni, mis kirjeldab seda sorti nähtuste võimalikkust. q rev ∆ S= (tähistab qrev soojuse pöörduvat ülekandmist) T • 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. Spontaanne muutus: • Iseeneslike protsessidega kaasneb energia ja aine jaotuse korrapära kahanemine ehk siis korrapäratuse kasv
KOMPLEKSIGA. Schr. võrrandi lahendil tuuakse sisse 3 üksteisega seotud kvantarvu: n- määrab ära elektroni põhienergia nivoo ja kauguse tuumast (peakvantarv). l - määrab ära elektroni energia alanivoo peanivoo sees (orbitaalkvantarv). me- määrab ära orbitaali orientatsiooni ruumis (magnetkvantarv). Lainefunktsioon, mille abil arvutatakse ka kõikide füüsikaliste suuruste keskväärtused 284. Mida näitab olekufunktsiooni mooduli ruut? Olekufunktriooni mooduli ruudu diferentsiaal ruumala järgi väljendab osakese ruumis viibimise tõenäosust. Selle argumentideks on osakese koordinaadid ja aeg. 285. Milles seisneb komplementaarsusprintsiip? Mikroosakese uurimisel võivad eri tüüpi aparatuuriga saadud tulemused olla vastuolulised. Sellised kirjeldused ja vastavad aparatuurid on komplementaarsed ehk üksteist täiendavad. Komplementaarseid aparatuure ei saa rakendada üheaegselt.
nimetatakse faasiks. Termodünaamika I seaduse põhjal Süsteemid liigitatakse suhete alusel ümbritsevaga: Isoleeritud süsteem ei vaheta ümbritsevaga q=U + w= U + P V = ( U + P V ) . energiat, ainet. Suletud süsteem vahetab ümbritsevaga Olekufunktsiooni U + P V =H nimetatakse energiat, ainet mitte. Avatud süsteem vahetab ümbritsevaga nii entalpiaks. Entalpia arvestab lisaks süsteemi energiat kui ainet. siseenergiale ka väliskeskkonna potentsiaalse Olekuparameeter süsteemi olekut iseloomustav energiaga, mis on tingitud süsteemi asetsemisega suurus
elektrienergiat (elektrer teeb tööd) : efektiivsus= soojus soojale kehale/ töö Iseeneslikud protsessid *Iseeneslikud protsessid on mittepöörduvad (nt. rõhu ühtlustumine, segunemine, temperatuuri ühtlustumine, keemiline reaktsioon). *Iseeneslik protsess ei pruugi olla kiire. Entroopia kui olekufunktsioon Kui gaas paisub vaakumisse, siis see protsess on iseeneslik. Vastupidi see protsess ise ei toimu. Carnot' ringprotsess võimaldab defineerida uue olekufunktsiooni, mis kirjeldab seda sorti nähtuste võimalikkust. S= qrev/ T, (tähistab qrev soojuse pöörduvat ülekandmist) · 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. Entroopia · Mittepöörduva (spontaanse) protsessi summaarne entroopia muut isoleeritud süsteemis on positiivne. S > 0
elektrienergiat (elektrer teeb tööd) : efektiivsus= soojus soojale kehale/ töö Iseeneslikud protsessid *Iseeneslikud protsessid on mittepöörduvad (nt. rõhu ühtlustumine, segunemine, temperatuuri ühtlustumine, keemiline reaktsioon). *Iseeneslik protsess ei pruugi olla kiire. Entroopia kui olekufunktsioon Kui gaas paisub vaakumisse, siis see protsess on iseeneslik. Vastupidi see protsess ise ei toimu. Carnot' ringprotsess võimaldab defineerida uue olekufunktsiooni, mis kirjeldab seda sorti nähtuste võimalikkust. S= qrev/ T, (tähistab qrev soojuse pöörduvat ülekandmist) · 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. Entroopia · Mittepöörduva (spontaanse) protsessi summaarne entroopia muut isoleeritud süsteemis on positiivne. S > 0
temperatuurist ning ainult väikeste temperatuurimuutuste korral võib soojusmahtuvuse lugeda konstantseks. 29. Järeldused Hessi seadusest, tekke- ja põlemissoojused. 1. Pärisuunalise keemilise reaktsiooni soojusefekt on võrdne vastasmärgiga võetud vastassuunalise reaktsiooni soojusefektiga. 2. Astmelises reaktsioonis on summaarne soojusefekt võrdne üksikute reaktsioonistaadiumide soojusefektide summaga. Olekufunktsiooni H üldine muutus ringprotsessis peab olema 0. 3. Tekkesoojus on ühendit iseloomustav suurus, mis ei sõltu ühendi saamise viisist. Termokeemias nimetatakse tekkesoojuseks soojushulka, mis vabaneb või neeldub liitaine tekkimisel püsivas olekus olevatest lihtainetest, kui vastav reaktsioon toimub standardtingimustes (rõhk 1 atm, temp 298K=25oC). Hessi seaduse järgi tuleb mingi reaktsiooni soojusefekti H arvutamiseks produktide
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). mitmesuguseid süsteemi omadusi vaadeldakse neidt parameetritest lähtuvalt. OLEKUFUNKTSIOONI muutust arvutatakse süsteemi algoleku ja lõppoleku funktsioonide väärtuste abil. Mitmesuguseid süsteemi omadusi vaadeldakse neist parameetritest sõltuvalt, eristatakse homogeenseid ja heterogeenseid süsteeme. Homogeense süsteemi omadused on kõikides osades samad, heterogeenne süsteem koosneb mitmest eriomadustega osakestest ehk faasidest. Süsteem on avatud, kui tema ja ümbruse vahel toimub ainevahetus ja suletud, kui ainevahetus puudub. 5.2 Reaktsioonide soojusefektid
Isoleeritud süsteemi siseenergia ei muutu, sest energiaülekanne puudub (ΔU = 0). Tsüklilises protsessis, juhul kui süsteemi alg ja lõppolek langevad kokku on üldine siseenergia muutus ΔU =O. Seega on selles protsessis süsteemi töö võrdne ümbruselt saadud soojusega w=q. Ei ole võimalik luua igavest jõumasinat, mis töötaks energia tarbimiseta. 31. Termodünaamika I seaduse matemaatiline avaldis. U kui olekufunktsiooni olemasolu. Kui ainehulk on jääv, siis siseenergia muutus ΔU=ΔQ-ΔW, kus ΔQ on süsteemi sisestatud soojushulk ja ΔW süsteemi tehtud töö. 32. Protsessid püsival ruumalal ja rõhul, entalpia, soojusmahtuvus. • P=konst - isobaarilised protsessid. Atmosfääri rõhul lahtises nõus kulgevad reaktsioonid. • V=konts – isokoorilised protsessid. Hermeetiliselt suletud jäigaseinalises aparatuuris toimuvad protsessid.
annaabi.ee 
