Bài tập về nguyên lý thứ hai của nhiệt động hoá học

LINK TẢI LUẬN VĂN MIỄN PHÍ CHO AE KET-NOI
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hoá học có một vị trí quan trọng trong thế giới khoa học vì nó là một ngành khoa học thực nghiệm gắn liền với cuộc sống, luôn song hành với sự phát triển của khoa học kỹ thuật và đời sống xã hội.
Trong những năm nửa cuối thế kỷ XX, khoa học và kĩ thuật phát triển với tốc độ chưa từng thấy. Nhờ các thành tựu của vật lý, toán học hiện đại, hoá học đã tiến một bước rất xa: không dừng lại ở sự mô tả mà đi sâu vào giải thích và trong một chừng mực nào đó tiên đoán. Cấu trúc cổ truyền của hoá học đã thay đổi. Hoá học lượng tử, nhiệt động hoá học và động hoá học là ba phương pháp nghiên cứu cơ bản của hoá học hiện đại, ngày càng được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong hoá học vô cơ, hữu cơ, phân tích...
Trong lĩnh vực hoá học, ngành hoá học lý thuyết có một ý nghĩa cực kỳ quan trọng, cung cấp cho chúng ta những kiến thức cơ bản, cần thiết nhất của lý thuyết hoá học hiện đại, trên cơ sở đó giúp chúng ta có thể học các môn hoá học khác (vô cơ, hữu cơ, phân tích...) và các môn khoa học và kĩ thuật khác có liên quan tới hoá học.
Xuất phát từ những lý do trên, thời gian qua, đã có nhiều tiểu luận tìm hiểu về nhiệt động hoá học. Bản thân em được phân công nghiên cứu đề tài: “Bài tập về nguyên lý thứ hai của nhiệt động hoá học” để viết tiểu luận.
1
Học viên Trương Thị Mỹ Đức, cao học Hoá khoá 18, chuyên ngành Hoá phân tích
Tiểu luận “Bài tập về nguyên lý thứ hai của nhiệt động hoá học”
Phần 1
TÓM TẮT LÝ THUYẾT VỀ
ÁP DỤNG NGUYÊN LÝ THỨ HAI CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀO HOÁ HỌC
1.1. NHIỆT ĐỘNG HOÁ HỌC
Nhiệt động học là khoa học nghiên cứu: các quy luật điều khiển sự trao đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, từ phần này sang phần khác của hệ, đặc biệt những quy luật có liên quan tới các biến đổi nhiệt năng thành các dạng năng lượng khác; những hiệu ứng năng lượng được gây ra bởi những quá trình vật lý và hoá học khác nhau; sự phụ thuộc của chúng vào điều kiện tiến hành các quá trình cũng như khả năng, chiều hướng và giới hạn của các quá trình tự diễn biến trong những điều kiện nhất định.
Cơ sở chủ yếu của nhiệt động học là nguyên lý I và II.
Nhiệt động học là một ngành của vật lý học, nó có thể được khảo sát dưới hai quan điểm vĩ mô và vi mô.
Nhiệt động học cổ điển thiết lập những hệ thức chính xác giữa năng lượng và các tính chất vĩ mô của hệ như thể tích, nhiệt độ... mà không đòi hỏi những hiểu biết về cấu tạo nguyên tử, phân tử hay cơ chế của quá trình. Đây là mặt mạnh đồng thời cũng là mặt yếu của nhiệt động học cổ điển.
Tính chất nhiệt động của hệ vĩ mô về nguyên tắc có thể tính được nếu biết tính chất của các nguyên tử, phân tử và xác định được các định luật chuyển động và năng lượng tương tác của chúng. Đó là đối tượng của nhiệt động học thống kê. Nó cho phép giải thích ý nghĩa vật lý và tìm được giá trị tuyệt đối của những đại lượng nhiệt động.
Nhiệt động học là một trong những phương pháp nghiên cứu có hiệu quả nhất và được sử dụng rộng rãi trong hoá học. Việc áp dụng nhiệt động học trong hoá học làm nảy sinh ngành nhiệt động hoá học.
Nhiệt động hoá học là một khoa học suy diễn vì nội dung chủ yếu của nó dựa vào ba nguyên lý của nhiệt động học. Ba nguyên lý này là sự khái quát hoá kinh
2
Học viên Trương Thị Mỹ Đức, cao học Hoá khoá 18, chuyên ngành Hoá phân tích

T1= const
Tiểu luận “Bài tập về nguyên lý thứ hai của nhiệt động hoá học”
nghiệm và hoạt động của loài người trong nhiều thế kỷ. Cần nhấn mạnh rằng một nguyên lý không thể chứng minh bằng lý thuyết, nhưng sự đúng đắn của nó được thừa nhận bởi tính logic của việc rút ra các hệ quả của nó và những điều mà nó tiên đoán được thực nghiệm xác nhận.
Nhiệt động hoá học không những cho phép chức năng lượng trao đổi trong quá trình phản ứng, mà còn cho phép bằng con đường tính toán dựa vào các thông số nhiệt động tiên đoán được chiều của các phản ứng hoá học và giới hạn tự diễn biến của chúng và từ đó có thể xác định được hiệu suất của phản ứng.
1.2. NGUYÊN LÝ II CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC - ENTROPY
1.2.1. Động cơ nhiệt – Chu trình Carnot
1.2.1.1. Động cơ nhiệt
- Động cơ nhiệt là thiết bị chuyển nhiệt thành công. Theo nguyên lý II, một động cơ nhiệt khi làm việc phải tiếp xúc ít nhất với 2 nguồn nhiệt là nguồn nóng có nhiệt độ T1 vànguồnlạnhcónhiệtđộT2,trongđóT1>T2,côngnhậnđượcsẽlàA=Q1 –Q2 - Hiệu suất ( ) của động cơ nhiệt:
AQ1Q2 1 Q1
Q1 1.2.1.2.ChutrìnhCarnotthuậnnghịch P
- Gồm 4 quá trình:
+ Giãn nở đẳng nhiệt ở T1 +GiãnnởđoạnnhiệtđưahệvềT2 + Nén đoạn nhiệt ở T2
1
- Định lý 1: Hiệu suất làm việc theo chu trình Carnot thuận nghịch:
AQ1Q2 T1T2
Q1 Q1 T1
  chỉ phụ thuộc vào nguồn phát và nguồn thu, không phụ thuộc vào bản chất của
chất sinh công.
3
Học viên Trương Thị Mỹ Đức, cao học Hoá khoá 18, chuyên ngành Hoá phân tích
4
T2=const
3
V1 V4 V2 V3V
2

Tiểu luận “Bài tập về nguyên lý thứ hai của nhiệt động hoá học”
+VìT1 >T2 nên0<<1.NếuT1 =T2 thì=0vàA=0,cónghĩalàmộtđộng cơ nhiệt không thể sinh công nếu chỉ tiếp xúc với một nguồn nhiệt ở nhiệt độ không đổi.
+ Nếu T2 = 0 thì  = 1, nhưng điều này không thể thực hiện được, vì theo nguyên lý III của nhiệt động học thì không thể đạt được nhiệt độ 0 K.
- Định lý 2: Hiệu suất làm việc theo chu trình Carnot thuận nghịch lớn hơn hiệu suất của bất kì chu trình nào khác cũng làm việc với 2 nhiệt độ T1 và T2.
- Chu trình Carnot không thuận nghịch:
 A Q Q T T 1212
hiệu suất làm việc cũng bé hơn so với điều kiện thuận nghịch.
1.2.2. Nguyên lý II của nhiệt động hoá học – entropy
1.2.2.1. Mở đầu
- Trong tự nhiên, các quá trình lý học và hoá học... xảy ra theo chiều hoàn toàn xác định, ví dụ:
+ Nhiệt tự truyền từ vật nóng sang vật lạnh hơn.
+ Khí tự chuyển từ áp suất cao sang áp suất thấp hơn.
+Zn+HCl=ZnCl2 +H2 
+ Nhỏ một giọt mực xanh vào cốc nước, sau một thời gian các phân tử mực
sẽ “tự” khuếch tán trong toàn bộ cốc, cốc nước lúc này có màu xanh.
+ Nếu trong phòng có một bình nước hoa để mở, sau một thời gian mùi thơm
của nước hoa sẽ “tự” lan toả khắp phòng.
Các quá trình ngược lại không thể tự xảy ra.
+ Chọc thủng một quả bóng bay, không khí từ trong quả bóng sẽ thoát ra
ngoài, nhưng không hề có hiện tượng không khí bên ngoài “tự” đi vào trái bóng.
- Trong hoá học, việc biết những tiêu chuẩn cho phép tiên đoán được chiều của phản ứng hoá học và giới hạn tự diễn biến của chúng (do đó xác định được hiệu suất của phản ứng) là điều rất quan trọng.
4
QQT
111
- Đối với một chu trình bất kì nếu tiến hành trong điều kiện không thuận nghịch thì
Học viên Trương Thị Mỹ Đức, cao học Hoá khoá 18, chuyên ngành Hoá phân tích

Tiểu luận “Bài tập về nguyên lý thứ hai của nhiệt động hoá học”
- Nguyên lý I cho phép thiết lập sự tương đương giữa các dạng năng lượng khác nhau khi có quá trình xảy ra trong hệ nhưng không cho phép tiên đoán chiều và giới hạn của quá trình.
- Nguyên lý II cho phép giải quyết các vấn đề này.
- Về mặt lịch sử nguyên lý II được xây dựng trên cơ sở nghiên cứu hoạt động của các động cơ nhiệt ở thế kỉ XIX.
KẾT LUẬN
Trong tiểu luận này, em đã trình bày được những vấn đề sau :
- Tóm tắt lý thuyết về áp dụng nguyên lý thứ hai của nhiệt động học vào hoá học. - Một số bài tập áp dụng nguyên lý thứ hai của nhiệt động học vào hoá học.
Tuy nhiên do những hạn chế khách quan lẫn chủ quan, tiểu luận này không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận được những góp ý từ quý Thầy Cô và các bạn học viên. Em xin chân thành cảm ơn!



Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:

You must be registered for see links