Přednáška 2
První zákon termodynamiky
Literatura:  Atkins + de Paula, 8. vydání,
Fyzikální chemie             /           Physical Chemistry
Části 2.1-2.2.1.1      / Parts 2.1-2.2.1.1.

2.1 Základní pojmy
SYSTEM


2.1.1.1 Definice pojmů teplo a práce
Výsledek obrázku pro james joule
James Joule (1818-1889)
Sadi Carnot  (1796-1832)

2.1.1.2 Molekulová interpretace
q    a   w
•V čem spočívá rozdíl mezi q a w?
•Kde dochází k rozlišení mezi q a w?

2.1.2 Vnitřní energie, U
Vnitřní energie U je tzv. extenzívní veličina.
Jednotky U:       1 J  = 1 N m     (1 cal = 4.184 J)
Výsledek obrázku pro internal energy ideal gas


2.1.2.2 První termodynamický zákon
Znaménková konvence (chemická) pro „účetnictví“ tepla a práce:

•Pro účely výpočtu v TD používáme nekonečně malé (tzv. infinitezimální) změny veličin a jejich
funkcí.
•
•Objemová práce = w spojená se změnou objemu (např. rozklad CaCO3).
2.1.3 Objemová práce

2.1.3.1 Obecný vztah pro práci



2.1.3.2 Volná expanze
Výsledek obrázku pro volná expanze


2.1.3.3 Expanze proti konstantnímu pex



2.1.3.4.a Vratná expanze
•Vratný děj = děj, který může být obrácen
•infinitezimální modifikací některé veličiny.
Dp  = konečně velká změna , dp …. nekonečně malá změna.
Výsledek obrázku pro reversible change thermal equilibrium
původní proces
zpětný proces

2.1.3.4.b Vratná objemová práce



•
2.1.3.5. Izotermická vratná expanze


•
2.1.4. Tepelné efekty


2.1.4.1 Kalorimetrie
Výsledek obrázku pro bomb calorimeter


2.1.4.2 Tepelná kapacita



2.1.5 Entalpie



•
2.1.5.1 Definice entalpie, H


2.1.5.2 Vztah DH a DU
Příklad 1.
Rozdíl mezi DH a DU
pro přechod CaCO3 (s): kalcit -> aragonit ?

2.1.5.3 Změna H s T



•
2.1.6 Adiabatické děje


2.2 Termochemie
•


2.2.1 Definice standardního stavu



2.2.1.1 Změny H při fyzikálních přeměnách
•Příklad:
•Vypočtěte mřížkovou entalpii DHL, definovanou jako standardní enthalpii děje
•MX(s)®M+(g)+X-(g),
•pro KCl.
•Využijte tzv. Born-Haberův cyklus na obrázku.
•Změny H jsou v kJ/mol (při teplotě 298 K).