پاورپوینت جلسه دوم پتانسيل ترموديناميک

پاورپوینت جلسه دوم پتانسيل ترموديناميک (pptx) 18 اسلاید

دسته بندی : پاورپوینت

نوع فایل : PowerPoint (.pptx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد اسلاید: 18 اسلاید

قسمتی از متن PowerPoint (.pptx) :

پتانسيل ترموديناميک: اگر به یک سيستم بسته در حال تعادل گرما ( dT ) دهیم و آنرا از تعادل خارج کنیم،در این صورت انرژی داخلی در سمت راست جمله زیر، به خاطر بزرگتر شدن دما در جمله TdS، از عبارت سمت چپ کوچکتر است: 1 Duhem، عبارت dU-TdS-dW را پتانسیل ترمودینامیک سیستم ( Φ ) نامید. اگر مقدار تغییرات dΦ منفی باشد، واکنش خود به خودی است و واکنش درجهتی پیش میرود که مقدار Φ، را مینیمم کند. dΦ ˂0 dΦ = 0 پیشرفت واکنش Φ 2 برای یک سيستم شیمیایی تک فازی که در آن تعادل مکانیکی و گرمایی برقرار است داریم: در یک سیستم بسته در دما و حجم ثابت داریم: این تابع حالت، انرژی آزاد یا تابع کار نامیده می شود. در معادله فوق SdT و VdP را جمع و تفریق می کنیم: حال تعادل مادی را برای شرایط دما و فشار ثابت در نظر می گیریم: U – TS + PVهمان تابع گیبس یا انرژی آزاد گیبس نامیده می شود. (G) 3 تغییر در آنتروپي وحجم ثابت تغییر درآنتروپي و فشار ثابت قابل ذکر است که برای یک واکنش برگشت ناپذیر مقدار آنتروپی همیشه مثبت است. ( نتیجه قانون دوم ترمودینامیک ) و فرض ثابت بودن آنتروپی یک حال فرضی است. 4 تغييرات تابع ترموديناميك يك سيستم در شرایط غیرشیمیایی برای یک فرآیند هم دمای برگشت پذیر داریم: dWrev شامل کار مکانیکی ( کار انبساطی حاصل از فشار )، و چند نوع کار دیگر ( مثل کار الکتریکی برای راندن الکترونها در مدار و ... ) است. حال با جاگذاری معادله زیر در معادله dG داریم: در فشار ثابت داریم: 5 Affinity در یک سیستم در حال واکنش که به تعادل ترمودینامیکی رسیده، رابطه زیر برقراراست: و رابطه بین پتانسیل ترمودینامیکی در شرایط دما ثابت، فشار ثابت و حجم ثابت با درجه پیشرفت واکنش را می توان به صورت زیر فرمول بندی کرد: مقدار A را Affinity می نامند. این کمیت کاملا به متغییر هایی که حالت سیستم را مشخص می کنند، وابسته است. 6 برای تعادل ترموديناميك در یک سیستم بسته : dΦ = 0 پس با توجه رابطه آخر می توان نتیجه گرفت: A = 0 ولی اگر سیستم دچار يك تغییر حقيقي شود آنگاه داریم: Vسرعت واكنش است كه هميشه جهت و علامت Affinity را مشخص مي كند. 7 و در نتيجه خواهيم داشت: 8 بازنویسی روابط ترموديناميكی بر حسب Affinity : 9 سیستم های باز در یک سیستم باز با متغییر های =n مقدار ماده، T =دما و= P فشار را در نظر بگیرید: اگر در يک سيستم مقدار مول ثابت باشد مثل يک سيستم بسته که درجه پيشرفت ثابت باشد داريم: