Презентация на тему: Термодинамические потенциалы

Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Зависимость ТДП от параметров состояния системы
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Методы расчета изменения энергии Гиббса в химических реакциях
Первый способ
Второй способ
Третий способ – по уравнению Тёмкина– Шварцмана
Понятие о химическом потенциале
Термодинамические потенциалы
Термодинамические потенциалы
Физический смысл химического потенциала
Химический потенциал – доля свободной энергии, которую 1 моль i -того компонента вносит в общую энергию Гиббса всей системы.
Температурная зависимость химического потенциала твердой, жидкой и газообразной фаз вещества
Зависимость химического потенциала от парциального давления (концентрации) вещества
1/27
Средняя оценка: 4.2/5 (всего оценок: 83)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (268 Кб)
1

Первый слайд презентации: Термодинамические потенциалы

( характеристические функции)

Изображение слайда
2

Слайд 2

Термодинамические потенциалы (ТДП) – критерии самопроизвольности процесса в неизолированных системах. Определяют возможность осуществления процесса, его направление и условия достижения равновесия. Термодинамическим потенциалом может быть любая функция состояния системы, имеющая размерность энергии, за счет изменения которой система совершает полезную работу в заданных условиях проведения процесса.

Изображение слайда
3

Слайд 3

> - для необратимых процессов = - для обратимых процессов Объединенный закон ТД позволяет выразить любую функцию состояния системы и определить условия, при которых она является ТДП.

Изображение слайда
4

Слайд 4

1) Внутренняя энергия – убывающий изоэнтропийно - изохорный ТДП. Процесс протекает самопроизвольно в направлении уменьшения внутренней энергии ( Δ U<0 ). Полезная работа совершается за счет убыли внутренней энергии системы.

Изображение слайда
5

Слайд 5

2) Энтропия – возрастающий ТДП в условиях постоянства U и V. Процесс протекает самопроизвольно в направлении роста энтропии ( Δ S>0). Полезная работа совершается за счет увеличения энтропии системы.

Изображение слайда
6

Слайд 6

3) (S,P = const ) Энтальпия – убывающий изоэнтропийно -изобарный ТДП. Процесс протекает самопроизвольно в направлении уменьшения энтальпии ( Δ Н <0 ). Полезная работа совершается за счет убыли энтальпии системы.

Изображение слайда
7

Слайд 7

4 ) Энтропия – возрастающий изоэнтальпийно -изобарный ТДП. Процесс протекает самопроизвольно в направлении роста энтропии ( Δ S>0). Полезная работа совершается за счет увеличения энтропии системы.

Изображение слайда
8

Слайд 8

5) (T, P = const ) Энергия Гиббса – убывающий изобарно-изотермический ТДП. Процесс протекает самопроизвольно в направлении уменьшения энергии Гиббса ( Δ G<0 ). Полезная работа совершается за счет убыли энергии Гиббса системы.

Изображение слайда
9

Слайд 9

уравнение зависимости энергии Гиббса от функций состояния системы уравнение зависимости энергии Гиббса от параметров состояния системы

Изображение слайда
10

Слайд 10

6) ( V,T = const ) Энергия Гельмгольца – убывающий изохорно-изотермический ТДП. Процесс протекает самопроизвольно в направлении уменьшения энергии Гельмгольца ( Δ F<0 ). Полезная работа совершается за счет убыли энергии Гельмгольца системы

Изображение слайда
11

Слайд 11

уравнение зависимости энергии Гельмгольца от функций состояния системы уравнение зависимости энергии Гельмгольца от параметров состояния системы

Изображение слайда
12

Слайд 12

Внутренняя энергия, энтропия и энтальпия не используются как ТДП на практике, т.к. реализация условий S= const ; U= const или Н= const возможна только в изолированных системах.

Изображение слайда
13

Слайд 13

Функции Гиббса и Гельмгольца – практические ТДП, так как постоянство Т и Р или Т и V характерно для реальных неизолированных систем. Процесс в неизолированной системе протекает самопроизвольно. Направление процесса совпадает с тем, в котором уменьшается ТДП. Система в состоянии термодинамического равновесия. Равновесию отвечает минимум ТДП. Максимальная полезная работа совершается в необратимом самопроизвольном процессе по достижении равновесия.

Изображение слайда
14

Слайд 14: Зависимость ТДП от параметров состояния системы

ТДП также называют характеристическими функциями, т. к. полученные из объединенного закона термодинамики дифференциальные уравнения позволяют выразить в явном виде любое свойство системы.

Изображение слайда
15

Слайд 15

1) T= const

Изображение слайда
16

Слайд 16

2) P= const 3) Фазовый переход

Изображение слайда
17

Слайд 17: Методы расчета изменения энергии Гиббса в химических реакциях

Большинство химических реакций осуществляют в условиях T=const при постоянстве Р или V. Поэтому в повседневной химической практике для оценки самопроизвольности процесса рассчитывают изменение функций Гиббса ∆ G ( T, Р) или Гельмгольца ∆ F ( T, V ), которые являются характеристическими в этих условиях.

Изображение слайда
18

Слайд 18: Первый способ

∆ S = const =∆ S 0 298 дает приближенный результат, так как не учитывает зависимость ∆ S = f(T)

Изображение слайда
19

Слайд 19: Второй способ

Изображение слайда
20

Слайд 20: Третий способ – по уравнению Тёмкина– Шварцмана

М 0, М 1, М 2, М - 2 – эмпирические коэффициенты, зависящие от температуры /КСФХВ, табл. 45/

Изображение слайда
21

Слайд 21: Понятие о химическом потенциале

Полезная работа химической реакции – это работа химических сил по преобразованию вещества, связанная с изменением его структуры, разрывом и образованием связей, исчезновением одних веществ и появлением новых веществ и т. д. Химические силы - движущие силы реакции, называют химическими потенциалами ( μ i ).

Изображение слайда
22

Слайд 22

μ i – химический потенциал i -того компонента системы - индивидуальная характеристика данного вещества, величина интенсивная и относится к 1 молю вещества. Фактором емкости при протекании химической реакции служит изменение числа молей i -того вещества n i.

Изображение слайда
23

Слайд 23

Химический потенциал i -того компонента есть частная производная любой функции состояния системы по числу молей i -того компонента в тех условиях, когда данная функция становится термодинамическим потенциалом и при постоянстве числа молей всех других компонентов системы кроме i -того.

Изображение слайда
24

Слайд 24: Физический смысл химического потенциала

Энергия Гиббса - однозначная, непрерывная функция массы системы, к ней применима теорема Эйлера: Однородные непрерывные функции нескольких переменных можно разложить в ряд

Изображение слайда
25

Слайд 25: Химический потенциал – доля свободной энергии, которую 1 моль i -того компонента вносит в общую энергию Гиббса всей системы

Любые самопроизвольные процессы превращения веществ (химическая реакция, фазовые превращения, растворение и т.п.) идут в направлении уменьшения химических потенциалов. В состоянии фазового равновесия химические потенциалы одного и того же компонента в разных фазах, одинаковы.

Изображение слайда
26

Слайд 26: Температурная зависимость химического потенциала твердой, жидкой и газообразной фаз вещества

При заданной температуре наиболее устойчива фаза с наименьшим значением химического потенциала

Изображение слайда
27

Последний слайд презентации: Термодинамические потенциалы: Зависимость химического потенциала от парциального давления (концентрации) вещества

μ i 0 - стандартный химический потенциал i -того компонента - часть химического потенциала, которая не зависит от парциального давления компонента

Изображение слайда