پاورپوینت پتانسیل ترمودینامیک (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:
