ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік материалы
Ашық жүйе деп, қоршаған ортамен энергиясымен де, затымен де алмаса алатын жүйені айтамыз. Жабық жүйе
жүктеу/скачать 8,38 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Оқшауланған жүйе
- Экстенсивтік параметрлер
- Адиабаттық процесс
- Күй функциясы
- Меншікті жылусыйымдылық
- Нақтылы жылусыйымдылық
- Түзілу жылуы
- Энтропия
- Компонент
- Катализатор
- Суспензиялар (жүзгіндер)
- Сорбция
- Сорбтив
- Энтальпия (
- Модуль 1. Химиялық термодинамика және тепе-тендік Дәріс 2,3. Термодинамиканың бірінші заңы. Термохимия Дәріс жоспары
Ашық жүйе деп, қоршаған ортамен энергиясымен де, затымен де алмаса алатын жүйені айтамыз. Жабық жүйе деп, қоршаған ортамен затымен алмасуы жоқ, бірақ энергиясымен, жұмысымен алмаса алатын жүйені айтамыз. Оқшауланған жүйе деп, сыртқы ортамен затымен де, энергиясымен де алмасуы жоқ жүйені айтамыз. Жүйенің күйі деп, жүйенің барлық физикалық және химиялық қасиеттерінің жиынтығын дейді. Экстенсивтік параметрлер жүйедегі заттардың мөлшеріне пропорционал болады. Интенсивтік параметрлер жүйедегі заттардың мөлшеріне байланыссыз болады. Процесс деп, жүйе күйінің қандай болса да параметрлерінің өзгеруін атайды. Адиабаттық процесс деп, егер жүйе мен айналадағы орта арасында жылу алмасуы болмаса жүретін процесс. Күй парметрлері деп, тікелей өлшенетін параметрлерді (температура, қысым, көлем, концентрация) атайды. Күй функциясы тікелей өлшенуге келмейтін күй параметрлері (ішкі энергия, энтальпия, энтропия, термодинамикалық потенциал) атайды. Жылусыйымдылық деп, затты қыздырған кезде жылу сіңіру қабілетін айтамыз. Меншікті және мольдік жылусыйымдылықтар болады. Меншікті жылусыйымдылық деп, заттың бірлік массасын 1 К-ге қыздыру үшін қажет жылу мөлшерін айтамыз. Мольдік жылусыйымдылық деп, 1 моль затты 1 К-ге қыздыру үшін қажет жылу мөлшерін айтамыз. Нақтылы жылусыйымдылық деп, дененің алған шексіз аз жылу мөлшерінің сәйкесінше оның температура туындысына қатынасын айтамыз. Орташа жылусыйымдылық деп, заттың 1 моль мөлшеріне енгізілген соңғы жылу мөлшерінің температура айырымына Т2–Т1 қатынасын айтамыз. Түзілу жылуы деп, 1,013×105 Па қысымда, температура 298 К жағдайда 1 моль берілген қосылыстың жай заттардан түзілуге жұмсалған жылу эффектісін айтамыз. Жану жылуы деп, стандартты жағдайда 1 моль зат қарапайым оксидтерге дейін жанғанда бөлінетін жылуды айтамыз. Энтропия деп, жүйенің біртекті күй функциясын айтамыз. Фаза деп, құрамы, химиялық және физикалық қасиеттері бірдей, басқа бөліктерден бөлу беті арқылы бөлінген жүйенің біртекті бөлігін айтамыз. Компонент деп, жүйеден тыс жеке өмір сүре алатын оның негізгі құрамдас бөлігі болып келетін жеке химиялық затты айтамыз. Химиялық реакцияның молекулалылығы деп, реакцияның элементар актісінің өтуі үшін қажетті әрекеттесуші заттардың ең аз санын айтамыз. Катализатор дегеніміз – химиялық реакцияны тездететін, бірақ өздері реакция нәтижесінде өзгеріссіз қалатын заттар. Ферменттер – тірі организмдердің қызметінің өнімі және биологиялық процесті тездететін биологиялық катализаторлар болып табылады. Суспензиялар (жүзгіндер) деп, дисперстік фаза қатты, ал дисперсті ортасы сұйық болып келген микрогетерогенді жүйелерді атайды. Эмульсиялар деп, фазасы да, ортасы да сұйық болып келетін жүйе. Сорбция деп, еріген немесе газ қалпындағы заттардың қатты дене немесе сұйықтың бетіне өздігінен жиналып, шоғырлана келіп, қоюлану құбылысын атайды. Сорбент деп, өзіне басқа затты сіңірушіні айтады. Сорбтив деп, оған сіңірілетін затты атайды. Адсорбция деп, сіңіру дененің тек беткі қабатында ғана жүретін құбылыс. Модуль 1. Химиялық термодинамика және тепе-тендік Дәріс 1 . Химиялық термодинамиканың негіздері Дәріс жоспары: Физикалық химияның қалыптасуы, мақсаттары, міндеттері. Химиялық термодинамикаға кіріспе. Негізгі түсініктер, анықтамалар және шамалар Қысқаша мазмұны Алғашқы кезде термодинамика жылу мен жұмыстың бір-біріне түрленуін қарастырды, сондықтан да термодинамика (термо грекше – жылу, температура, динамика – күш, жұмыс, қозғалыс) деп аталды. Х1Х ғасырдың екінші жартысында термодинамиканың зерттелу ауқымы кеңейе бастады. Қазіргі кезде термодинамика заңдарына негізделіп электрлік және тоңазытқыш машиналарындағы, бу трубиналарындағы, іштен жанатын двигательдегі, гальваникалық элементтегі принциптерді, әр түрлі химиялық реакциялар мен биологиялық құбылыстар, жер қыртысындағы және атмосфералық құбылыстар зерттелінеді. Сонымен энергияның бір түрден басқа бір түрге айналу заңдылықтарын зерттейтін ғылым термодинамика деп аталады. Химиялық термодинамика мынадай негізгі мәселелерді қарастырады: а) әр түрлі химиялық заттардың немесе бір заттың әр түрлі фазаларының тепе-теңдікте болу жағдайлары; ә) белгілі бір жағдайда химиялық реакцияның немесе фазалар түрленуінің өздігінен жүру мүмкіндігі; б) химиялық реакция кезіндегі жылу мен энергияның басқа түрлерінің қарым-қатынсатары; в) тепе-теңдік және химиялық реакцияның бағыты туралы мәселелерді сандық түрде көрсететін қасиеттерді өлшеу тәсілдеріне негіз болатын принциптер. Термодинамика төрт постулатқа негізделген. Оларды термодинамиканың бастамасы, заңы немесе принципі деп те атайды.
Кеиінірек Г. И. Гесс, Р. Майер, Д. П. Джоуль, Г. Гельмгольцтердің еңбектерінің нәтежесінде ол заң одан әрі зерттеліп, қазіргі түсініктемесіне ие болды. Термодинамиканың екінші заңы энтропияның өсу заңы ретінде мәлім. Ол әр түрлі энергиялардың жылуға толық айналуын, ал жылудың жұмысқа толық айналмайтынын көрсетеді. Термодинамиканың үшінші заңы Неристің жылулық пастулаты ретінде белгілі. Ол дене температурасының абсолюттік нөлге жетпейтіндігін көрсетеді. Басқа пәндер сияқты термодинамиканың да өз түсініктері, терминдері және шамалары болады. Солардың негізгілеріне тоқталып өтейік. Айналадағы ортадан ойша бөлінген дене немесе өзара әрекеттескен денелер тобы термодинамикалық жүйе деп аталады. Термодинамиканың зерттейтін негізгі нысаны жүйе. Жүйе деп, қоршаған ортадан ойша немесе шын мәнінде оқшауланған жеке немесе топталған денелер жиынтығын айтады. Қоршаған орта дегеніміз жүйемен тура немесе жанама байланыста болатынның барлығы. Қоршаған ортамен әрекеттесу сипатына орай ашық, жабық және оқшауланған жүйелер түрлері болады. Ашық жүйе деп, қоршаған ортамен энергиясымен де, затымен де алмаса алатын жүйені айтамыз. Жабық жүйе деп, қоршаған ортамен затымен алмасуы жоқ, бірақ энергиясымен, жұмысымен алмаса алатын жүйені айтамыз. Оқшауланған жүйе деп, сыртқы ортамен затымен де, энергиясымен де алмасуы жоқ жүйені айтамыз. Жүйенің барлық физикалық және химиялық қасиеттерінің жиынтығын жүйенің күйі дейді. Жүйенің күйі термодинамикалық параметрлермен (температура, қысым, көлем, концентрация) сипатталады. Жүйе күйінің параметрлері экстенсивтік және интенсивтік болып екіге бөлінеді. Экстенсивтік параметрлер жүйедегі заттардың мөлшеріне пропорционал болады. Оларға көлем, масса т.б. жатады. Интенсивтік параметрлер жүйедегі заттардың мөлшеріне байланыссыз болады. Оларға температура, қысым, тұтқырлық, концентрация және т.б. жатады. Жүйе күйінің қандай болса да параметрлерінің өзгеруін процесс деп атайды. Мынадай процестер жиі-жиі қарастырылады. Тұрақты температурада (Т=const) жүретін процестер изотермиялық процестер деп аталады; егер қысым тұрақты болса (Р=const)- онда изобаралық процесс, ал көлем тұрақты болса (V=const), онда изохоралық процестер жүреді.Егер жүйе мен айналадағы орта арасында жылу алмасуы болмаса,онда жүретін процесс адиабаттық процесс деп аталады. Егер әрі көлем,әрі температура тұрақты болса,,онда изохорлық-изотермиялық процестер туралы сөз болады,егер қысым мен температура тұрақты болса,,онда процесс изобаралық–изотермиялық болып есептеледі. Жүйе күйінің параметрлері біраз өзгерістерден кейін бастапқы күйге қайта оралса,онда болған процесс айналымды процесс немесе цикл деп аталады. Бұдан басқа қайтымды және қайтымсыз термодинамикалық процестер болады. Қайтымды процесте жүйе энергия жұмсамай-ақ өзінің алғашқы күйіне келе алады. Қайтымды термодинамикалық процестерге өте баяу жүретін процестер жатады. Қайтымды процестердің шартын қанағаттандыра алмайтын процестер қайтымсыз процесс деп аталады. Тікелей өлшенетін параметрлерді (температура, қысым, көлем, концентрация) жүйенің негізгі күй парметрлері деп атайды. Тікелей өлшенуге келмейтін күй параметрлерін (ішкі энергия, энтальпия, энтропия, термодинамикалық потенциал) жүйенің күй функциясы дейді. Ішкі энергия (U) жүйенің жалпы энергия қорын сипаттайды. Ол жүйені құрайтын бөлшектердің қозғалыс және әрекеттесу энергияларының барлық түрін: молекулалық қозғалыстың кинетикалық энергиясын, бөлшектердің молекулааралық тартылу және тебісу энергиясын, молеклаішілік немесе химиялық энергиясын, электрондық қозу энергиясын, ядроішілік және сәулелік энергияны құрайды. Ішкі энергия өзгерісі (ΔU) бастапқы ( U1) және соңғы күйдегі (U2) жүйенің ішкі энергия өлшемдер айырмашылығмен көрсетіледі:  (1.1)
Энтальпия (Н) – ол жүйе тұрақты қысымда ие болатын және сандық жағынан ішкі энергия U мен потенциалдық энергия pV қосындысына тең энергия:  (1.2)
p – қысым, V– жүйенің көлемі. Энтальпия терминін 1909 жылы Оннес енгізген, ол гректің эн – ішкі, тальпэ – жылу деген сөздері. Бақылау сұрақтары Термодинамикалық жүйе дегеніміз не? Термодинамиканың 1-ші заңының қандай анықтамаларын білесіз. Қандай жүйелерді ашық, жабық, оқшауланған дейміз? Қайтымды және қайтымсыз процестер дегеніміз не? Мысал келтіріңіз. Жүйенің ішкі энергиясының анықтамасы. Сізге белгілі барлық күй функцияларын атаңыз. Модуль 1. Химиялық термодинамика және тепе-тендік Дәріс 2,3. Термодинамиканың бірінші заңы. Термохимия Дәріс жоспары: Термодинамиканың бірінші заңы, оны кейбір процестерде қолданылуы Жылусыйымдылық Химиялық реакциялардың жылу эффектілері. Гесс заңы. Жылу эффектісінің температурадан тәуелділігі (Кирхгоф заңдылығы) Қысқаша мазмұны жүктеу/скачать 8,38 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|