CONCEPTES BÀSICS.CONCEPTES BÀSICS.SISTEMES, VARIABLES I PROCESSOS.SISTEMES, VARIABLES I PROCESSOS.11
Sistema: Part de l’univers que és objecte d’estudi.Entorn, voltants, medi ambient: Resta de l’univers.
Obert Tancat Aïllat
Tipus de sistemes
Potintercanviar
MatèriaEnergia
Matèria MatèriaEnergia
Els sistemes es presenten de diferents formes ESTATS
caracterizats per VARIABLES termodinàmiques
(p.ex: T, P, V, m, , composició química, ...)
Intensives Extensives
Tipus de variables
• No depenen de la quantitat de matèria del sistema• Ex: T, P, • No són aditives
• Depenen de la quantitat de matèria del sistema• Ex: m, V• Són aditives
Funcions d’estatFuncions d’estat
1) Quan assignem valors a unes quantes, els valors de laresta queden automàticament fixats.
2) Quan canvia l’estat d’un sistema, els canvis d’aquestesfuncions només depenen dels estats inicial i final delsistema, no de com es produeix el canvi.
X = Xfinal –Xinicial
Equacions d’estat: Relacionen funcions d’estat(ex: PV = nRT)
ENERGIA, CALOR I TREBALL.ENERGIA, CALOR I TREBALL.1r PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA.1r PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA.22
Energia: Capacitat que posseeix un sistema per a realitzar un treball o per a subministrar calor.
Criteri de signesCriteri de signes
SISTEMA
Q > 0
W > 0 W < 0
Q < 0
CALORCALOR
Un sistema cedeix E en forma de Q si es transfereix com a resultatd’una diferència de T entre el sistema i el medi ambient.
Unitat S.I.: Joule Q = m ce ∆T
1 cal = 4.184 J
No és una propietat característica del sistema.No la posseeix el sistema.És una forma d’intercanvi d’energia, una “energia en trànsit”
La calor no és funció d’estat
TREBALLTREBALL
rF
W Unitat S.I.: Joule
Treball d’expansió/compressió dels gasos
Pint Pext
∆V
xSP- x FW ext ext
VPextW
∆ ∆
Casos particulars
VP)VV(PW ext12ext
1) Expansió davant d’una Pext constant
2) Expansió en el buit
Pext = 0 W = 0
No és una propietat característica del sistema.No ho posseeix el sistema.És una forma d’intercanvi d’energia, una “energia en trànsit”
El treball no és funció d’estat
ENERGIA INTERNAENERGIA INTERNA
Energia interna (U)(Suma d’energies a nivell molecular)
• Funció d’estat• Magnitud extensiva
U = Q + W1r Principi de laTermodinàmica
Epot Ecin ?
Com podem augmentar Ud’un sistema tancat?
1) Escalfant-lo calor2) Realitzant un treball
U = Q + W
1r Principi de la Termodinàmica
Procés a V constant V2 = V1 ∆V=0
0W . VPextv
U = Q + 0 = Q
• Nou significat per a U• Ens dóna una forma de determinar U
ENTALPIA.ENTALPIA.33H = U + PV Entalpia
(H)
• Funció d’estat• Propietat extensiva• Unitats d’energia
Procés a P constant
);VP(VQWQUUU 12p12
HHHPVUPVUQ 121122p
Relació entre H i U
H = U + (PV) H = U + PV H Usòl/líq
només
P constant
Si
CALOR DE REACCIÓ. LLEI DE HESS.CALOR DE REACCIÓ. LLEI DE HESS.44Reaccionsquímiques
• Exotèrmiques (Q < 0)
• Endotèrmiques (Q > 0)
La calor de reacció es mesura amb un calorímetre
Qv = U = Uprod - Ureac
Qp = H = Hprod - HreacH = U + (PV)
H U
Intervenengasos?
NoSí
H = U + (nRT)
H = U + nRTSi T constant
MÈTODES PER A DETERMINAR-LA
Entalpia de reaccióEntalpia de reaccióIncrement d’entalpia que té lloc durant la reacció
Mètode 1 Mesurar Qp amb un calorímetre
)g(CO)g(O2
1)g(CO 22 H = -283 kJ
)g(CO2)g(O)g(CO2 22 H = -566 kJ
)g(O2
1)g(CO)g(CO 22 H = +283 kJ
Mètode 2 Llei de Hess
Germain Henri Hess(1802-1850)
La calor intercanviada quan una reaccióquímica es duu a terme a T i P constants ésla mateixa tant si la reacció transcorre en unaetapa com si ho fa en més d’una.
)g(CO)g(O)s(C 22 H = -393.5 kJ
)g(O2
1)g(CO)g(CO 22 H = +283 kJ
)g(CO)g(O2
1)s(C 2 H = -110.5 kJ H: funció d’estat
ENTALPIA ESTÀNDARD DE FORMACIÓ.ENTALPIA ESTÀNDARD DE FORMACIÓ.55Estat estàndard d’una substància: la seva forma pura a 1 bar.
Entalpia de reacció estàndard (Hº): H quan els reactius en elsseus estats estàndard passen a productes en els seus estats estàndardrespectius.
Entalpia estàndard de formació (Hfº) d’una substància: Entalpiaestàndard de reacció per a la formació d’un mol de la substància apartir dels seus elements en el seu estat més estable. (Unit: Jmol-1)
Hfº (C2H5OH, l) a 25ºC = -277.69 kJmol-1
)l(OHHC)g(O2
1)g(H3)grafit,s(C2 5222
Hfº (element en el seu estat més estable) = 0
Top Related