Kasuteguri tõstmiseks. S.Cornet on termodünaamika aluse panija.!?? Termodünaamika põhineb kahel seadusel (kahel printsiibil): 1. Põhiseadus: energiajäävuse seadus 2. Määrab ära looduses toimuvate protsesside suuna ja tingimused. 3. (Nersti soojusteoreem) seadus käsitleb kehade käitumist ja nende omadusi väga madalatel t0C (absoluutsele 0-le ligilähedastele temperatuuridele) Uurimis objektiks termodünaamikas on termodünaamilinesüsteem (kitsamas mõttes termodünaamiline keha).Üheks termodünaamika eripäraks on see, et kõikidele teistele ümbritsevatele kehadele vastandatakse termodünaamiline keha, kussjuures neid ümbritsevaid kehi nimetatakse väliskeskonnaks. Termodünaamika kasutab termodünaamilise süsteemi või keha uurimiseks makroparameetreid, mida saab mõõta vastavate mõõteriistade ja seadmetega. Põhilisteks makroparameetriteks on rõhk, erimaht ja temperatuur. Termodünnamika uurib
Sellelt lingilt saab tõmmata Arvo otsa soojustehnika raamatu. http://digi.lib.ttu.ee/i/?967 Faili lõpus on eksami näide, mida tunnis vaadati. 1. Termodünaamika põhimõisted, termodünaamiline süsteem, termodünaamiline keha jatermodünaamilised olekuparameetrid. Termodünaamiline süsteem. Nimetus „termodünaamika” hõlmab see mõiste kõik nähtused mis kaasnevad energiaga ja energia muundusega. Jaguneb füüsikaline, keemiline ja tehniline termodünaamika. Tehniline termodünaamika käsitleb ainult mehaanilise töö ja soojuse vastastikuseid seoseid. Termodünaamiline süsteem on kehade kogu, mis võivad olla nii omavahel kui ka väliskeskkonnaga energeetilises vastasmõjus. Väliskeskkond on termodünaamilist süsteemi ümbritsev suure energia
· Agregaatolekud--aine tahke, vedel ja gaasiline olek. · Amorfne aine--tahke aine, millel puudub kristallstruktuur ja millel on omadus voolata. Füüsika seisukohalt on amorfne aine üliväikse voolavusega (suure sisehõõrdega) vedelik. · Anisotroopia--monokristallide põhiomadus, mis seisneb selles, et tänu molekulide paiknemise kindlale korrale sõltuvad aine füüsikalised omadused suunast. · Aurumine--faasisiire, kus aine läheb vedelast olekust gaasilisse. · Avatud termodünaamiline süsteem--kehade kogum, mis on soojusvahetuses nii omavahel kui ka väljaspool kogumit asuvate kegadega. · Difusioon--nähtus, mille sisuks on erinevate ainete segunemine soojusliikumise tagajärjel. · Entroopia--makroskoopiline suurus, mida kasutatakse ternodünaamikas teise printsiibi kvantitatiivsel esitamisel. Iseenesliku protsessi tulemusena sületud süsteemis entroopia kasvab. · Faas--mikrokäsitluse ühe aine olek, mis erineb sama aine teistest olekutest osakeste
koosneb elektronidest 6.Mis on väli? Väli on kehade vastastikmõjude vahendajad.koosneb kvartidest 7.Mida nimetatakse füüsikas süsteemiks ja milline on avatud ja suletud süsteem? See on analüüsimiseks valitud osa füüsikalisest universumist(kui aega palju on siis lisa see, Kõike, mis sinna süsteemi ei kuulu, nimetatakse keskkonnaks. Kui jätta kõrvale mõju, mida keskkond süsteemile avaldab, siis analüüsi keskkonna käitumist üldjuhul ei kaasata) Avatud süsteem on termodünaamiline süsteem, millel on ümbritsetud nii energia- kui ka ainevahetus. Suletud süsteem on termodünaamiline süsteem, millel on ümbritsetud energia-, kuid mitte ainevahetus. 8.Defineeri energiamiinimumi printsiip ja tõrjutuse printsiip? Energia miinimumi printsiip-kõik iseeneslikud protsessid kulgevad kehade süsteemi energia kahanemise suunas Tõrjutuse printsiip- kaks samas aatomis paiknevat elektroni ei saa olla samas kvantolekus, st kui erinevate elektronide
Sellega on siis määratud manomeetriline rõhk Juhul kui on mõõdetud rõhk madalam kui atmosfääriline (nt. vaakumkambris), see on siis tihti nimetatud alarõhk 17. Selgitage erimahu mõiste Erimahu all mõistame keha massiühiku mahtu. Tähistades keha mahu V (m3) ja massi M(kg), siis erimaht: m3/kg V v M 18. Millal on termodünaamiline süsteem termodünaamilises tasakaalus Termodünaamiline süsteem on termodünaamilises tasakaalus, kui süsteemi mistahes punktis olekuparameetrid ei muutu ajas. 19. Mida mõistetakse süsteemi termodünaamilise tagastamatuse printsiibi all Isoleeritud termodünaamiline süsteem läheb alati iseenesest üle termodünaamilise tasakaalu seisundisse. 20. Ideaalse gaasi mõiste Ideaalse gaasi all mõistetakse gaasi, mis koosneb elastsetest molekulidest, mille vahel
absoluutne rõhk Sagedasti on aga kasulik mõõta rõhku võttes nullnivooks atmosfääri rõhu. Sellega on siis määratud manomeetriline rõhk Juhul kui on mõõdetud rõhk madalam kui atmosfääriline (nt. vaakumkambris), see on siis tihti nimetatud alarõhk 17. selgitage erimahu mõiste Erimahu all mõistame keha massiühiku mahtu. Tähistades keha mahu V (m3) ja massi M(kg), siis erimaht: V v= M dimensiooniks m3/kg 18. Millal on termodünaamiline süsteem termodünaamilises tasakaalus Termodünaamiline süsteem on termodünaamilises tasakaalus, kui süsteemi mistahes punktis olekuparameetrid ei muutu ajas. 19. Mida mõistetakse süsteemi termodünaamilise tagastamatuse printsiibi all isoleeritud termodünaamiline süsteem läheb alati iseenesest üle termodünaamilise tasakaalu seisundisse. 20. Ideaalse gaasi mõiste Ideaalse gaasi all mõistetakse gaasi, mis koosneb elastsetest molekulidest, mille vahel
•• torustiku pikkus / ristlõige / pinnakaredus •• liidete arv torustikus •• vedeliku voolukiirus •• vedeliku viskoossus Viskoossus – vedelike omadus takistada oma osakeste liikumist üksteise suhtes (vedelike sisehõõrde mõõt). § Tekkepõhjuseks on molekulide vahelised jõud. Soojusfüüsika 11) MKT ja Termodünaamika põhimõisted •Soojusnähtuse molekulaarkineetiline ja termodünaamiline uurimine (võrdlus) Termodünaamika •(Üldine soojusõpetus) on ehitatud katselistest üldistatud tulemustest saadud seaduste peale Ei r • äägi aine siseehitusest Makroparameetrid temperatuur, • rõhk, mass, ruumala Rohkem • üldine Molekulaar–kineetiline teooria (Statistiline) lähtub aine ehituse teooriast
füüsikalise keemia õppetool Töö nr 8F Töö pealkiri ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Üliõpilase nimi ja eesnimi Õpperühm KATB41 Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 5,03 Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Teooria. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
Endotermiline protsess soojus neeldub tasakaalukonstandi, kui T=const Entalpia H soojusefekti energia, nn parim osa soojusest Siseenergia muut ( qv = deltaU ) on võrdne Entalpia muut ( qp = deltaH )on soojusefekt konstantsel soojusefektiga konstantsel ruumalal rõhul Siseenergia U kõikide energialiikide summa, sisaldab Entroopia S Termodünaamiline funktsioon, mis endas nii soojusefekti kui paisumistööd iseloomustab süsteemi püüdlemist korrapäratuse poole. Soojusmahtuvus C on soojushulk, mis kulub, et tõsta Süsteemi korratuse määr. keha soojust 1 kraadi võrra Erisoojus Ce soojushulk, mis kulub 1 g aine Standardne entalpia - reaktsiooni entalpia 298K juures
Horisontaalses torus on voolava vedeliku rõhk seda väiksem, mida suurem on voolamise kiirus, Reservuaarist välja voolava vee kiirus on niisama suur, kui on lõppkiirus veetaseme ja väljavooluava kõrguste vahele vastavalt kõrguselt kukkumisel o Hõõrdekaod reaalses vedelikus (+ viskoossus) Soojusfüüsika 11) MKT ja Termodünaamika põhimõisted o Soojusnähtuse molekulaarkineetiline ja termodünaamiline uurimine (võrdlus) Termodünaamika uurib soojusnähtusi ja nende seost aine füüsikalis-keemiliste omadustega o Mool ja molaarmass (+ mõõtühikud) Mool on ainehulk, mis sisaldab Avogadro arvu ulatuses aineosakest ehk mool on ainehulk, milles on 6 · 1023 aineosakest tähisega n. Molaarmass on seega ühe mooli mass. Kuna mool koosneb ka aatomitest nagu molekulgi, siis arvutatakse molaarmassi samuti nagu molekulmassi
Tehniline termodünaamika on baasiks mitmetele uute energiate tootmisviiside väljatöötamisel ja täiustamisel Tehniline termodünaamika koos soojusülekandega annab kõigile soojustehnilistele distsipliinidele teoreetilised alused. Õppematerjali I osas antakse algteadmisi tehnilisest termodünaamikast, mis on vajalikud soojuse olemuse ja soojustehnilistes seadmetes toimuvate protsesside mõistmiseks. 1. PÕHIMÕISTED. IDEAALSETE GAASIDE OMADUSED. 1.1. Termodünaamiline süsteem ja väliskeskkond. Termodünaamika mõistete ja seaduste käsitlemisel on oluline tähtsus termo-dünaamilise süsteemi ja väliskeskkonna mõistetel. V ä l i s k e s k k o n n a all mõistetakse kõigi teatud ruumi osas paiknevate meelevaldsete füüsikalis-keemiliste omadustega kehade kompleksi. T e r m o d ü n a a m i l i s e k s s ü s t e e m i k s aga nimetatakse väliskeskkonnast kindlate geomeetriliste pindadega eraldatud kehade kogu.
Pihustav karburaator. Reservuaarist välja voolava vee kiirus on võrdne kiirusega, mille saavutaks vabalt langev keha kõrguste h1-h2 vahe korral. v =√2 g Δh Hüdroenergia muutub soojuseks-tekib rõhulangus. Viskoossus vedelike omadus takistada oma osakeste liikumist üksteise suhtes (vedelike sisehõõrde mõõt) Soojusfüüsika 11) MKT ja Termodünaamika põhimõisted o Soojusnähtuse molekulaarkineetiline ja termodünaamiline uurimine (võrdlus) o Mool ja molaarmass (+ mõõtühikud) Mool- on ainehulk, milles sisaldub Avogadro arv (6,022 × 1023) loendatavat osakest(aatomid, molekulid, ioonid, radikaalid, elektronid), molaarmass on ühe mooli mass Tähis: M, Ühik: g/mol o Termodünaamiline süsteem, selle tasakaaluolek ja oleku määravad põhiparameetrid Termodünaamiline süsteem, selle tasakaaluolek ja oleku määravad põhiparameetrid-
Laboratoorne Töö pealkiri: töö nr: 8 Esterdamise reaktsiooni tasakaalukonstandi määramine Töö teostaja: Õpperühm: Õppejõud: Töö teostatud: Protokoll esitatud: Protokoll K. Lott 14.02 ja 28.02.2011 13.03.2011 arvestatud: Töö teoreetilised alused Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20 Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = a CH 3COOH aC2 H 2OH xCH 3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses.
Õppejõud: Töö teostatud: Protokoll esitatud: arvestatud: Kalju Lott 1.04.2014 ja 15.04.2014 8.04.2014 Töö teoreetilised alused Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile: CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20 Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
mis iseloom. gaasisegu tervikuna. Olgu mahus V soojusliku tasakaalu olekus ideaalsete gaaside segu. 2) Isobaarne protsess on protsess, mis toimub 4). Isoentroopne protsess veeauruga. Tähistades üksikute segus olevate gaasikomponentide püsival rõhul. (p=const ja p=0). v2/v1=T2/T1 Gay- 23.Termodünaamiline ringprotsess ja molekulide arvu N1,N2,...,Nn on võrrandi pV=NkT Lussaci võrrand. Siin termodünaamilises süsteemis Termodünaamika II seadus. Termodünaamika II seadus põhjal pV=(N1+N2+ ...+Nn)kT=NkT. Järelikult gaasi tehnilist tööd ei tehta ning termodün. keha üleminekuks määrab termodünaamiliste protsesside suuna--väiksema kogurõhk p=N1/V*kT+N2/V*kT+...+Nn/V*kT
Ideaalgaasi molekulid põrkuvad nagu tühisväikeste mõõtmetega elastsed kerakesed. Kõige paremini kirjeldab kuumi ja hõredaid gaase. 3. Järeldused molekulaarkineetilise teooria põhivõrrandist. Gaasi rõhk on võrdeline gaasimolekulide konsentratsiooniga ja kulgliikumise keskmise energiaga (gaasi molekulide keskmise kin.energiaga). Rõhk on seda suurem mida rohkem molekule ja energiat. 4. Termodünaamiline süsteem, selle olek ja tasakaaluolek. Makroskoopilist keha või kehade rühma, mis on piiritletud piirpinnaga ja on eristub ümbritsevast keskonnast. Termodünaamilise süsteemi oleku parameetrid on T,P,V- temp, rõhk, ruumala. Muundumatute välistingimustes läheb termodünaamiline süsteem tasakaaluolekusse. Tasakaaluolekus püsivad T,P,V parameetrid kui-tahes kaua muutumatutena, kui süsteemi ei mõjutata väljaspoolt.
TTÜ Materjaliteaduse Instituut Füüsikalise keemia õppetool Töö nr. 8 ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Üliõpliane: Kood: Töö teostatud: Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = a CH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
Siseenergiaks nimetatakse keha molekulide kineetilise ja potentsiaalse energia summat. Siseenergia levimist ühelt kehalt teisele nimetatakse soojusülekandeks. Soojusülekandes levib siseenergia soojemalt kehalt või kehaosalt külmemale. Seejuures soojema keha siseenergia väheneb ja külmema keha siseenergia suureneb. Soojusülekanne kestab seni, kuni kehade temperatuurid saavad võrdseks. Sel juhul öeldakse, et on saabunud termodünaamiline tasakaal. Soojusülekannet liigitatakse siseenergia ülekande viiside alusel soojusjuhtivuseks, konvektsiooniks ja soojuskiirguseks. Soojusjuhtivuseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib ühelt aine osalt teisele molekulidevaheliste põrgete tõttu, ilma et aine ümber paikneks. Konvektsiooniks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib gaasi- või vedeliku liikumise tõttu. Soojuskiirguseks nimetatakse soojusülekannet, kus energia levib
füüsikalise keemia õppetool Töö nr 8f ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Üliõpilase nimi: Õpperühm: Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 19.02.2014 Töö eesmärk Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Teooria Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
KYF0030 - Füüsikaline keemia - praktikum Laboratoorne töö nr: Töö pealkiri: ESTERDAMISE REAKTSIOONI 8 TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Õpperühm: Töö teostaja: Õppejõud: Kalju Lott 17.10.2010 Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = a CH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
kasvu arvelt. Seega organismide madala entroopia säilitamine tuleb keskkonna entroopiakasvu arvelt. Näiteks, kui roheline taim toodab CO2-st glükoosi, siis tekkinud suurem molekul on rohkem korrastatud, st entroopia väheneb, samas selleks vajalik päikesevalgus tuleb plahvatuslikest reaktsioonidest Päikeses, mis suurendavad tugevalt entroopiat taime ümbritsevas keskkonnas. Soojusmasina tööpõhimõte: Joonisel on kujutatud ringprotsessi. Ringprotsess on termodünaamiline protsess, mille lõppolek langeb ühte algolekuga. Soojusmasina kasutegur on masina poolt tehtava töö ja soojendilt saadud energia suhe.
Töö nr: 8f Töö pealkiri: Esterdamise reaktsiooni tasakaalukonstandi määramine Üliõpilase nimi ja eesnimi: Õpperühm: KAOB-61 Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: 26.03.2012 Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Teooria. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
1.Termodünaamika ( termodünaamiline süsteem, sise- ja väliskeskkond. Süsteemide liigitus )..........2 2.Termodünaamilise keha termilised ja energeetilised olekuparameetrid (nende mõõteühikud, tähistused).............................................................................................................................................. 2 3.Absoluutse rõhu, alarõhu ja ülerõhu mõiste....................................................................................... 3 4.Termodünaamiline tasakaal (tasakaalne süsteem ja protsess, tagastatav ja tagastamatu protsess)....3 5.Ideaalgaaside mõiste ja ideaalgaaside põhiseadused.......................................................................... 3 6.Ideaalse gaasi termiline olekuvõrrand(a) ( võrrandi kolm kuju N: pv=RT jne ..) (universaalne gaasikonstant)........................................................................................................................................ 4 7
Missugune on pööratav ja missugune on mittepööratav protsess? 107. Joonistage soojusmasina ja külmutusmasina skeem koos soojusvoogude tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 109.-110. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega ja kasuteguri valemiga. Mille poolest on Carnot tsükkel tähelepanuväärne? 111. Mis on termodünaamiline temperatuuriskaala? Lähtudes kasuteguri valemitest, näidake, et temperatuure saab võrrelda soojushulkade kaudu. Miks see on tähtis? Q1 - Q2 T1 - T2 = Q1 T1 See, et temperatuure saab võrrelda soojushulkade kaudu, on oluline selle pärast, et temperatuuri saab mõõta, soojushulka mitte. 112. Mis on entroopia? Valem. Milline on entroopia statistiline tõlgendus? Valem. Mis on termodünaamiline tõenäosus?
Kood Töö teostatud .................................... märge arvestuse kohta, õppejõu allkiri Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Teoreetilised põhjendused, valemid. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = aCH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
Füüsikalise keemia õppetool Töö nr. 8 Esterdamise reaktsiooni tasakaalukonstandi määramine Üliõpilane Aleksandra Lunina Kood 120484KATB47 2014 Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Teoreetilised põhjendused, valemid. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka aCH 3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
molekulide keskmine kiirus, ruutkeskmine kiirus, kontsentratsioon Termodünaamilised parameetrid füüs suurused, mis iseloomustavad termodünaamilise süsteemi olekut nt: ruumala, rõhk, temperatuur Ideaalne gaas Lihtsaima gaasi mudel. See sisaldab kõike üldist, mis on omane kõikidele gaasidele. Mudel: 1)Molekulid on punktmassid; 2)Molekuide põrked anuma seintega on absoluutselt elastsed; 3)Molekulide vahel puuduvad vastasmõju jõud Termodünaamiline süsteem et kirjeldada gaasides ja teistes makrokehades toimuvaid protsesse kasutatakse füüs. Suurusi, mille hulka kuuluvad ruumala, tihedus, temperatuur jt Soojuslik tasakaal nim sellist olekut, milles kõik termodünaamilised parameetrid püsivad kuitahes kaua muutumatuna Temperatuur iseloomustab keha soojendatavuse astet, keha soojusliku tasakaalu olekut Temperatuuri mõõtmine Hoitakse temperatuuri mõõtvat keha mõõdetava vastas kuni saabub soojuslik tasakaal
protsessis , kus gaas soojeneb 1 K võrra. 5. i i2 CV R , CP R 2 2 6. Eelmine valem, i = 5 7. Aatomite arvust molekulis. 8. Adiabaatiline protsess ei toimu soojusvahetust ümbritseva kk-ga. Näiteks heli levimine gaasis. 9. Clapeyroni võrrand kehtib ideaalse gaasi korral. 10. Ideaalne on gaas, mille korral kehtib Clapeyroni võrrand. 11. 78 Pa 12. Osakeste keskmist kineetilist energiat. 13. Termodünaamiline tasakaal on termodünaamilise süsteemi lõppolek muutumatute välis- tingimuste korral. 14. Ei saa rääkida temperatuurist. 15. Rõhu suurendamisel siseenergia suureneb ja vastupidi. 16. Et kergemini määrata väikeseid rõhke. 17.
avastanud mõned lennukitootjad. 2)Sujuvam. Silindritega mootor jubistab üles ja alla, samas kui vankelmootor lihtsalt keerutab. Pealegi on seal mootori töötsükli jooksul neli plahvatust - see tõstab veelgi sujuvust ja efektiivsust. Ja nüüd halvad omadused/väljakutsed: 1)Veidi keeruline on kontrollida heitgaaside emissiooni standarditele vastavalt - kuid võimalik. 2)Hind on kõrgem - peamiselt sellepärast, et neid tehakse vähem (tehnoloogia, sisseseade, väljaõpe). 3)Termodünaamiline efektiivsus on väiksem - põlemiskamber on pikk ja surve väiksem => joob rohkem bensiini.
Punktlaeng- selline keha, mille mõõtmeid ei arvestata ja elektrilaeng loetakse koondunuks ühte punkti Väli- välja mõiste kätkeb(sisaldab endas) jõu tekkimise võimalikkust Elektrostaatiline väli- Väli, mille tekitab paigalseisev elektrilaeng Ekvipotentsiaalpind- ühesugust elektrilist potentsiaali omavate väljapunktide kogum 2) laengu jäävuse seadus- elektriliselt isoleeritud süsteemi kogulaeng on jääv Isoleeritud süsteem on termodünaamiline süsteem, millel puudub ümbritsevaga energia- ja ainevahetus 3) Juhid on ained, milles vabade laengukandjate arv on väga suur (kraanivesi, metallid) 4) Dielektrikud on isoleerivad, ehk elektrit mitte juhtivad ained(kummi, klaas, õhk) 5) Pooljuhid on vahepealsed juhid juhtide ja dielektrikute ehk kahe äärmuse vahel(mineraalid, räni) 6) Voolutugevus näitab, kui suur laeng läbib ajaühikus juhi ristlõiget I= q/t I- voolutugevus (A) q- laeng (C) t- aeg (s)
entroopia kunagi kahaneda. Seega saavad iseeneslikud protsessid isoleeritud süsteemis toimuda vaid entroopia kasvamise suunas. Protsessid, milles entroopia kahaneb, saavad toimuda vaid siis, kui süsteemiga tehakse tööd. Näiteks saab soojus iseeneslikult kanduda vaid soojemalt kehalt külmemale. Et käivitada vastupidine protsess, kus soojus kandub külmemalt kehalt soojemale, tuleb teha tööd. BOLTZMANI VALEM S=klnw S-entroopia k-konstant w-termodünaamiline tõenäosus LUDWIG EDUARD BOLTZMANN(20 veebruar 1844.aasta) Lapsepõlves andekas ja töökas Klassi parim õpilane(kooli kõrvalt õppis klaverit) 1863.aastal õppis Viini ülikoolis matemaatika ja füüsikat 1868.aastal doktorikraad 25-aastaselt matemaatilise füüsika professor Grazi ülikoolis 1873.aastalViini ülikooli matemaatikaprofessor Grazi ülikooli eksperimentaal füüsika professor ja füüsika instituudi direktor Haigestus astmasse Depressioonihoos otsustas ta elust lahkuda(5
vaatepunktist. Kõik ained koosnevad aatomitest ja molekulidest. Kasutab selleks statistilist uurimismeetodit. See tähendab, et rakendab häst tuntud statistilisi seadusi ja opereerib lõpuks keskmiste füüsikaliste suurustega, keskmine kiirus, keskmine energia. Termodünaamika uurib makroskoopiliste süsteemide sealhulgas ainete üldisi omadusi olekutes, mis on termodünaamisises tasakaalus ja protsesse nende olekute vahel. Termodünaamiline uurimismeetod tähendab,et kasutatakse mõisteid rõhk, ruumala, temperatuur laskumata süsteemide mikrostruktuuri tasandile 83. Mis on aatommass ja molekulmass? Aatommass Molekulmass 85. Mis on aatommass, molekulmass, mool ja molaarmass? Mool on ainehulga mõõtühik ja on 6,02e23 samasugust osakest. Molaarmass on 1 mooli aine mass kilogrammides 86. Mis on ideaalne gaas?
Üksikute molekulide liikumise seaduste põhjal leitakse kõikide molekulide liikumist kirjeldavad keskväärtused. Saadud tulemused iseloomustavad antud süsteemi keskväärtuste kaudu. Need keskväärtused iseloomustavad süsteemi kui tervikut. Selliseks on molekulide liikumise keskmine kiirus, molekulide keskmine kineetiline energia, molekulide kontsentratsioon jne. Seosed nende keskväärtuste vahel määravad makroskoopilistes kehades toimuvad soojusnähtused. Teise võimaluse nimi on termodünaamiline meetod. Selle meetodi idee on selles, et aine omadusi saab uurida ilma aine ehitusse tungimata. Soojusnähtusi on võimalik kirjeldada niisuguste füüsikaliste suuruste abil nagu ruumala, rõhk ja temperatuur. Neid suurusi on võimalik registreerida mõõteriistadega nagu termomeeter, manomeeter jne. Kogu termodünaamika olemus seisneb seadustes, mida nimetatakse termodünaamika seadusteks. Molekulaarfüüsika aluse moodustab gaaside molekulaar-kineetiline teooria
Faasisiire molekulaarfüüsikas kasutatav oskussõna, millega tähistatakse aine siirdumist ühest faasist teise. Need toimuvad teatud temperatuuril, mis oleneb peamiselt rõhust, termodünaamilise süsteemi osade piirpinnal, aga ka pindpinevustegurist. Ideaalne gaas molekulaarfüüsikas kasutatav idealiseeritud objekt, mida iseloomustatakse termodünaamikas ja molekulaarkineetilises teoorias erinevate tunnuste kaudu. Isoprotsess termodünaamiline protsess, mille käigus üks olekuparameetritest (p, V, T) on jääv. Neid nimetatakse isobaarilisteks, isohoorilisteks ja isotermilisteks protsessideks. Molekul aine väikseim osake, millel säilivad selle aine keemilised omadused. Molekulaarfüüsikas on molekul idealiseeritud objekt. Pindpinevus nähtus mille põhjustab molekulaarjõudude erinev mõju vedeliku pinnakihis ja sisemuses olevatele molekulidele.
üleminekut. süsteem – vaadeldav ruumi/universumi osa 1) avatud süsteem – keskkonnaga toimub nii aine- kui energiavahetus 2) suletud süsteem – keskkonnaga toimub energiavahetus 3) isoleeritud süsteem – keskkonnaga ei toimu ei aine- ega energiavahetust või 1) diatermiline süsteem – soojusvahetus väliskeskkonnaga võimalik 2) adiabaatne süsteem – soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub termodünaamiline süsteem – süsteem, mida saab ümbritsevast keskkonnast kuidagi eraldada ja eksperimentaalselt uurida 1) homogeenne süsteem – omadused on samad kõikides ruumiosades või muutuvad 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
TTÜ Materjaliteaduse Instituut Füüsikalise keemia õppetool Töö nr FK8 rjaliteaduse Instituut lise keemia õppetool Töö eesmärk Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile: CH3COO Teoreetilised alused: Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav kaudu: a CH 3COOC2 H 5 a H 2O CCH 3COOC Ka a CH 3COOH aC2 H 2OH CCH 3COOH kus xi - komponendi moolimurd, γi - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasu
Üliõpilane Kristin Obermann Kood 123482KAKB Töö teostatud 21.03.2014 .................................... märge arvestuse kohta, õppejõu allkiri Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O CCH 3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 C H 2O H 2O Ka = = a CH 3COOH aC2 H 2OH CCH 3COOH CH 3COOH CC2 H 5OH C2 H 5OH kus ai komponendi aktiivsus lahuses Ci komponendi tasakaalne molaarne kontsentratsioon, mol/L
p- rõhk V-ruumala T-absoluutne temperatuur M molaarmass m- gaasi mass R- 8,31 14. Mis on isoprotsess? Kolme isoprotsessi täielik iseloomustus (sõnastus, valem, järeldus, graafik). Üks termodünaamiline parameeter (kas T, V või p) on muutumatu. Isotermiline protsess süsteemi olek muutub jääval temperatuuril. · T= const. · p v =p v · Gaasi rõhu ja ruumala korrutis on jääv · Järeldus: Ruumala vähenemisel rõhk suureneb.
kJ- kilojaul v- erimaht V- ruumala Q- soojushulk q- soojus p- rõhk k- kelvin η- molekulmass R- gaasikonstant R*- universaalne gaasikonstant L- töö c- erisoojus PROTSESS IDEAALGAASIGA ÜLESANNE 5 10 kuupmeetrit ideaalgaasi O2, mille algrõhk on 10 MPa ja temperatuur 350 ℃ paisub lõpprõhuni 0,13 MPa. Arvutada gaasi maht ja temperatuur paisumise lõpul ning protsessi töö ja soojus, kui paisumine toimub vastavalt lähteandmete tabelis antud isoprotsessile. Kujutada termodünaamiline sündmus p-v- ja T-s-diagrammil sobivas mõõtkavas koos isotermse protsessi tööd ja soojust väljendava pinna viirutusega. Lähteandmed valida vastavalt õpinguraamatu kahele viimasele numbrile. Antud: V1= 10 m3 p1=10 MPa p2= 0,13 Mpa t1=350 ℃ = 350 +273,15= 623,15 k ηO2=2*16=32 kg/mol kJ ≈1 cp=0,9203+0,0002130*350=0,9985 kg ∙ k [1] V2=?; t2=?; L=?; q=?; M=?; R=?
kirjeldamiseks. Nendeks on suurused, mida on võimalik hõlpsasti mõõta, näiteks ainekoguse mass, rõhk, ruumala, temperatuur. Suurusi rõhk, ruumala ja temperatuur nim ka olekuparameetriteks. Olek ei tähenda siin mitte agregaatolekut, vaid ainekoguse seisundit, mison määratud olekuparameetrite p, V ja T konkreetsete väärtuste kogumiga. Kui ühte olekuparameetrit muuta, muutub ka vähemalt üks teine olekuparameeter. Mis on termodünaamiline süsteem? Termodünaamikas vaadeldakse pretsesse tavaliselt suletud ehk soojuslikult isoleeritud süsteemis(näiteks suletud termopudelis). Selliseks süsteemiks on kehade kogum, mis on soojusvahetuses ainult omavahel, mitte aga väljaspool kogumit asuvate kehadega. Mida iseloomustab kahe keha temperatuuri vahe? Temperatuuride summal pole füüsikalist mõtet, aga temperatuuride vahel ehk temperatuuri muudul on, see määrab ära näiteks soojusvahetuse üleantava soojushulga
seadusega lubanud kasutada meetersüsteemi, kuid eelistavad siiski vanu mõõtühikuid (unts, jard, jalg jne). Alates meetermõõdustiku loomisest on selle ideeks olnud see, et erinevad mõõtühikud oleksid üksteisega seotud. 19. sajandil olid ainsad nomineeritud põhiühikud pikkus, mass ja temperatuur. Rahvusvahelisi ühikutesüsteemi ühikuid nimetatakse SI ühikuteks ning nendeks on : meeter (pikkus), kilogramm (mass), sekund (aeg), amper (voolutugevus), kelvin (termodünaamiline temperatuur), mool (ainehulk) ning kandela (valgustugevus). Ühikute definitsioonid (2005 aasta) : Meeter vahemaa, mille valgus läbib ajavahemikus 1/299 792 458 sekundit Kilogramm võrdne rahvusvahelise kilogrammi etaloni massiga (1l vee mass) Sekund - tseesium 133 aatomi põhioleku ülipeenstruktuuri üleminekule vastava kiirguse9 192 631 770 võnkeperioodi kestus Amper - Amper on konstantne selline elektrivool, mis põhjustaks kahes paralleelse lõpmatu
2012 .................................... märge arvestuse kohta, õppejõu allkiri Tallinn 2012 Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH D CH3COOC2H5 + H2O. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O CCH 3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 C H 2O H 2O Ka = = aCH 3COOH a C2 H 2OH CCH 3COOH CH 3COOH CC2 H 5OH C2 H 5OH kus ai komponendi aktiivsus lahuses Ci komponendi tasakaalne molaarne kontsentratsioon, mol/L
FK laboratoorne töö nr.8 (lahus nr.5) ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH ↔ CH3COOC2H5 + H20. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH3COOC2 H 5 a H 2O xCH 3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka aCH 3COOH aC2 H 2OH xCH 3COOH CH 3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, γi - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist
võrreldes anuma ruumalaga ja jäetakse arvestamata. Molekul liigub vabalt, põrgates vahel kokku anuma seinetga. 11. Rõhk katseruumis 1 atm = 101 025 Pa Rõhk anumas, kui petrooleummanomeetri näitude vahe on 1 cm: ... N/m 2 12. Temperatuur iseloomustab osakeste energiat aines / kehas. Mida kõrgem temperatuur, seda suurem on iga osakese enrgia, seda kiiremini osake liigub (kulgeb, pöörleb,võngub). 13. Termodünaamiline tasakaal: olek, kus süsteemis / kehas / aines ei toimu enam termodünaamilisi muutusi. Nt kõik kehad on saavutanud ühesuguse temperatuuri. 14. Ei. Kui gaas ei ole tasakaalulises olekus võime tinglikult rääkida ainult gaasi osade temperatuurist erinevatel ajahetkedel, kuna gaasis toimuvad pidevalt termodünaamilised protsessid, nt soojusvahetus. 15. Kuna adiabaatiliseks loetakse protsessi, mille puhul soojusvahetust keskkonnaga ei
tähistega ja temperatuuridega. 108. Tooge vähemalt kolm termodünaamika II seaduse formuleeringut. 109. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega. 110. Missugune on Carnot' tsükkel? Skeem p-V teljestikus koos protsesside nimetamisega, soojushulkadega ja temperatuuridega ja kasuteguri valemiga. Mille poolest on Carnot tsükkel tähelepanuväärne? *vaata eelmist küsimust. 111. Mis on termodünaamiline temperatuuriskaala? Lähtudes kasuteguri valemitest, näidake, et temperatuure saab võrrelda soojushulkade kaudu. Miks see on tähtis?
Statistilised seadused, nagu dünaamilisedki, väljendavad olulisi põhjuslikke seoseid. Statistilised seadused ei võimalda ühetähenduslikult ennustada, mis toimub tulevikus, kuid võimaldavad üksüheselt ennustada millised protsessid toimuda ei saa. Toimuda ei saa protsessid, milles rikutakse jäävusseadusi. Statistilised seadused võimaldavad dünaamilisi seadusi seletada. Näiteks seletub seadus, mille kohaselt mis tahes termodünaamiline süsteem läheb muutumatute välistingimuste korral iseeneslikult soojusliku tasakaalu olekusse, soojusliku tasakaalu oleku suurima tõenäosusega, kõigi teiste termodünaamilise süsteemi olekutega võrreldes. Nüüdisaegse füüsikalise maailmapildi esimeseks oluliseks tunnuseks on pöördumatus. Pöördumatus tähendab sümeetria kadumist mineviku ja tuleviku vahel, aja noole tunnustamist. Teiseks tunnuseks on tõenäosuslikkus. Maailm ei ole igavene ja muutumatu, vaid evolutsioneeriv
Kordamisküsimused eksamiks Põhimõisted ja 1 seadus 1. Selgitage järgmisi keemilise termodünaamika põhimõisted :termodünaamiline süsteem, tasakaal,temperatuur. Kuidas on defineeritud absoluutne temperatuuriskaala? 2. Energia. Töö. Soojus. Seos nende vahel. Mis kujutab endast 3. Soojusmahtuvus. Cp ja Cv vaheline seos. Mis kujutab endast 4. Iseloomustage pööratavaid ja mittepööratavaid protsesse paisumise ja kokkusurumise näite abil. graafik 5. Töö, soojuse ja siseenergia arvutamine ideaalgaasile isotermilise, isokoorilise ja isobaarilise protsessi korral. Arvutus isotermiline 6
5. Temperatuur makrokäsitluses – suurus, mis iseloomustab keha soojusliku seisundit Temperatuur mikrokäsitluses – iseloomustab molekulide keskmist kineetilist energiat Absoluutne 0kraadi – molekulid ei liigu ning langevad raskusjõu mõjul anuma põhja 6. Termodünaamika – teadusharu, mis uurib soojusnähtusi eeldamata aine molekulaarset ehitust. 7. Soojusvahetus – protsess, kus üks keha annab soojust ja teine keha saab soojust juurde 8. Termodünaamiline süsteem – Kehade süsteem, mis vahetavad soojust 9. Ideaalse gaasi olekuvõrrand: pV = m/M*RT 10. Isoprotsess – Protsess, kus üks olekuparameeter kolmest jääb muutumatuks Jagunevad: Isobaariline – protsess, kus muutumatuks jääb rõhk[p=const], näide: gaasi kuumutamine liikuva kolbiga anumas [V1/T1/V2T2] Isokoorne – protsess, kus muutumatuks jääb ruumala[V=const], näide: kinnises anumas toimuvad protsessid [p1/T1 = p2/T2]
osatuletiste summa. Superpositsiooniprintsiip Teisisõnu lihtsa liitumise printsiip. Pritntsiibi kehtimisel võib igasuguse laine lahutada sinusoidaalseteks laineteks ja vastupidi - moodustada neist summeerimise teel uusi laineid, mis kõik alluvad samale võrrandilt st. lained ei mõjuta üksteist nende levimisel samas ruumiosas. 48. Seisevlained. Keele võnkumised. 49. Heli valjus. Molekulaarfüüsika ja termodünaamika 50. Ideaalse gaasi seadused (I) mool, termodünaamiline temperatuur Mool on aine hulk, mis sisaldab NA arvu võrra osakesi. Mooli määramise aluseks on võetud C12. NA on Avogadro arv, mille väärtus on 6,022*1023 ja ühikuks 1/mol. Moolide arv avaldub: m µ= , kus m on gaasi mass ning M ühe mooli mass M Gaasi universaalkonstant R on ühe mooli gaasi paisumise töö selle soojendamisel 1 K võrra jääval rõhul. Kui see jagada Avogadro arvuga, saadakse töö, mida samas protsessis teeb keskmiselt üksainus molekul
Töö nr 8. Töö pealkiri: Esterdamise reaktsiooni tasakaalukonstandi määramine Üliõpilase nimi ja Õpperühm eesnimi : Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H2O. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH COOC H a H O CCH COOC H CH COOC H C H O H O Ka = 3 2 5 = 2 3 2 5 3 2 5 2 2 a CH COOH aC H OH CCH COOH CH COOH CC H OH C H OH 3 2 2 3 3 2 5 2 5 kus ai komponendi aktiivsus lahuses
annaabi.ee 
