TEMA 9. Segon principi de la termodinàmica (2015)

Resumen Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Química - 1º curso
Asignatura Fonaments de Química
Año del apunte 2015
Páginas 3
Fecha de subida 03/03/2015
Descargas 28
Subido por

Vista previa del texto

SEGON PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA ESPONTANEÏTAT Un procés és espontani si succeeix sense ser impulsat per una acció externa. El primer principi no ens dóna informació sobre el sentit d’un procés.
ENTROPIA I DESORDRE Entropia (S) és una funció d’estat. [+ desordre  ↑ entropia] Interpretació molecular de l’entropia 𝑆 = ln 𝑊 · 𝐾 𝑜𝑛 𝐾 = 𝑅 𝑁𝐴 ∆𝑆 = 𝑆𝑓 − 𝑆𝑖 = 𝐾 · ln 𝑊𝑓 𝑊𝑖 W són els microestats dels àtoms o molècules.
Partícula en una caixa: més nivells  més formes de col·locar-se  més ENTROPIA SEGON PRINCIPI ∆𝑆𝑇 = ∆𝑆𝑢𝑛𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠 = ∆𝑆𝑒𝑛𝑡𝑜𝑟𝑛 + ∆𝑆𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 ΔST>0  Procés espontani ΔST=0  Equilibri ΔST<0  Procés no espontani CANVI ENTRÒPIC ∆𝑆 = 𝑞𝑟𝑒𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑏𝑙𝑒 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 Cas general ∆𝑆 = ∫ 𝑑𝑞𝑟𝑒𝑣 𝑇 Si el procés és a P ct: ∆𝑆 = 𝐶𝑝 ln Si el procés és a V ct: 𝑇𝑓 𝑇𝑖 ∆𝑆 = 𝐶𝑣 ln 𝑇𝑓 𝑇𝑖 Gas ideal Expansió isotèrmica Expansió reversible (varies etapes): ∆𝑆 = 𝑛𝑅 ln 𝑉𝑓 𝑃𝑖 = 𝑛𝑅 ln 𝑉𝑖 𝑃𝑓 Expansió irreversible (1 etapa): l’entropia resultant serà la mateixa que en un procés reversible perquè l’entropia és una funció d’estat.
Variació d’entropia per un canvi d’estat Canvi de V, P i T ∆𝑆 = 𝐶𝑣 ln 𝑇𝑓 𝑉𝑓 + 𝑛𝑅 ln 𝑇𝑖 𝑉𝑖 Entorn ∆𝑆𝑒𝑛𝑡𝑜𝑟𝑛 = − 𝑞𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑚𝑎 𝑇𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡 Variació d’entropia per als canvis de fase ∆𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 𝑆° = ∆𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠 𝐻° 𝑇 Entropies de canvi de fase a temperatures diferents de les temperatures normals de transició: H20 (l) 25°C H20 (g) 25°C A C H20 (l) 100°C H20 (g) 100°C B ΔST= A+B+C 𝑇  A Escalfament fins el punt d’ebullició: ∆𝑆 = 𝐶𝑝,𝑚 ln 𝑇𝑓  B Canvi de fase a T i P ct: ∆𝑆 =  C Refredament a P ct: ∆𝑆 = 𝐶𝑝,𝑚 ln 𝑇𝑓 𝑖 ∆𝐻 𝑇 𝑇 𝑖 TERCER PRINCIPI DE LA TERMODINÀMICA Entropia residual: deguda a les diferents orientacions que poden adoptar les molècules.
Entropies de reacció estàndard ∆𝑟 𝑆° = 𝛴𝜈𝑆°(𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑠) − 𝛴𝜈𝑆°(𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑢𝑠) ENERGIA DE GIBBS Per a un procés a T i P cts: ∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇∆𝑆 Per a que un procés sigui espontani és ΔG<0. Si ΔG>0 el procés no és espontani, i si ΔG=0 el sistema està en equilibri.
Factors que determinen l’espontaneïtat d’un procés Energies de Gibbs de reacció ∆𝑟 𝐺 = 𝛴𝜈𝐺 (𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑠) − 𝛴𝜈𝐺(𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑢𝑠) ∆𝑟 𝐺° = 𝛴𝜈∆𝑓 𝐺° (𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑒𝑠) − 𝛴𝜈∆𝑓 𝐺° (𝑟𝑒𝑎𝑐𝑡𝑖𝑢𝑠) L’energia de Gibbs de formació estàndard d’un element en la seva forma més estable és 0.
...