1 Nguyên lý 1 ca NH Bo toàn và bin đi nng lng áp vào các h có trao đi công và nhit vi môi trng bên ngoài ΔU= Bin đi ni nng h (luôn bo toàn) Q=Nhit (Heat) A=Công (work) H Q A Nguyên lý 1 ca NH 1) Nu h thchinmt quá trình kín 1 2 3 4 QA ng c nhitnhnnhit lng Q đ thchin1 quátrìnhkínvàsinhcôngA Suy ra: Q = A ∫ Q = A ∫ M  t đ  ng c ho  t đ  ng tu  n hoàn sinh ra công mà không ph  i nh  n nhi  tlà đ  ng c v ĩ nh c  ulo  i I thì có th  kh  ng đ  nh : « Không có đ  ng c v ĩ nh c  ulo  i I » Nguyên lý 1 ca NH 2) Nu h thchinmt quá trình m Dn h t trng thái ¦   Suy ra: Q = A + ΔU Q = A + dU 1 2 QA Δ U = U 2 –U 1 H cô lp thì Q = 0 và A = 0, ö ΔU = 0 hay hay U = const. Nh vycóth phát biu: « Trong 1 h cô lpni nng luôn đcbo toàn » Δ U =- A + Q Δ U =- A + Q ΔU Universe = ΔU system + ΔU Surrounding = 0 ΔU system = -ΔU Surrounding Bin thiên ΔU không ph thuc vào đng đi caquátrình U là hàm tr ng thái Ni nng ca khí lý tng • Khí lý tng iviKLT, gia các phân t không có lc tng tác thì ni nng ch là hàm ca nhit đ, không ph thucvàoth tích, áp sut. Nhit và công Nhit Công CaCO 3 CaO CO 2 Heat Heat Melting Ice 2 Nhit S trao đi nhit gia hai vt có nhit đ khác nhau Nguyên lý không: T A =T B , T B =T C →T A =T C Công giãn n P ext System dV 1 2 P P ext Áp sut V 1 V 2 Th tích ∫ = = dVPA dVPdA ext ext dxFdA ext = VPA ext Δ = nh ngha Vtlý Nhit đng hc H sinh công A > 0 P sys >>P ext ; (ΔV=+) P sys >P ext ; (ΔV=+) P sys ≈P ext ; (ΔV≈+) P sys <P ext ; (ΔV=-) P ext System P sys VPA ext Δ= Công giãn n Công giãn n thun nghch (thc hin các quá trình vô cùng chm) P sys ≈ P ext ng áp (P = const) ng nhit (T= const) ∫ = = 2 1 V V PdVA P d V dA VPA Δ = ∫∫ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ =≈= 2 1 2 1 1 2 ln V V V V V V nRTdV V nRT PdVA Công giãn n thun nghch Nguyên lý 1 NH cho mt s quá trình • ng nhit (Isothermal) • ng áp (Isobaric) • ng tích (Isochoric) • on nhit (Adiabatic) (Q=0) • Giãn n t do (Free Expansion) ∫ −=−=Δ PdVQAQU Quá trình đi vi KLT • Isothermal • Isobaric • Isochoric • Adiabatic (Q=0) • Free Expansion ∫ −=Δ V dV nRTQU VPQU Δ −=Δ 0+=Δ QU ∫ −=Δ PdVU 0 00;0 =→=−=Δ ∫ QPdVU ∫ −=−=Δ PdVQAQU (P ext = 0) 3 • Quá trình đng tích • Quá trình đng áp Nhit đng tích, nhit đng áp ∫ −=−=Δ PdVQAQU QU =Δ V V V T U T Q C ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = Δ = TCQU VV Δ==Δ VPQU Δ−=Δ P QVPU =Δ+Δ T Q C P P Δ = Mi quan h Q P và Q V Nguyên lý 1 NH cho mt s quá trình • ng nhit (Isothermal) T = const P V P T V T V constP 1 ×= Nguyên lý 1 NH cho mt s quá trình • ng áp (Isobaric) P = const P V P T V T V = ΔnRT Nguyên lý 1 NH cho mt s quá trình • ng tích (Isochoric) V = const P V P T V T P = ΔnRT Nguyên lý 1 NH cho mt s quá trình • ng nhit (1) & on nhit (2) γ V constP 1 ×= V constP 1 ×= P V P 1 P 2 V 2 V 2 V 1 V 3 1 2 H thng đn v SI i lng n v Th tích m 3 Tc đ m/s Gia tcm/s 2 S sóng m -1 Trng lng riêng kg/m 3 Tn s Hz, s -1 Lc N, kg m s -2 Áp sutPa, N/m 2 , kg m -1 s -2 N N   ng l ng l     ng, công, nhi ng, công, nhi   t t J, N m, kg m 2 s -2 4 Nhit dung Nhit dung có ý nghĩa là lng nhitcn thit đ nâng h lên 1°. ng tích ng áp V V dT Q C ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ P P dT Q C ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = δ Nhit dung : mi liên h gia nhit dung và ni nng. Nhit đ Ni nng ),( PTUU = Ni nng cah tng khi tng nhit đ,  th cho bit s bin đih khi đt nóng trong điukin đng tích. Nhit dung Bom nhit lng k + Q = Q V = ΔU + Q = Q P = ΔH TCQ C Q T Δ=⇒=Δ C = Nhit dung Enthalpy PVUH + = d T PVd T U T H )( + ∂ ∂ = ∂ ∂ Ta có dT PVd CC VP )( += Xét cho 1 mol KLT PV = RT RCC VP + = VP CC ≅ Mi quan h C P và C V dT dT RC dT RTd CC VVP +=+= )( H thcMaye Mi quan h C P và C V )./.(082,0 )(273 )/(4,22)(1 Kmollatm K mollatm T PV R = × == R = 0,082 x 24,2 (cal) = 1,987 (cal/mol.K) ~ 2 (cal/mol.K) Thuyt đng hccht khí : ni nng U = iRT/2 )./( 2 V KmolcalR i dT dU C V = ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = i : s bct do, là bin s cn đ xác đnh v trí ca phân t trong không gian S ph thuc ca nhit dung vào nhit đ KLT : Nhit dung không ph thuc nhit đ Khí thc: Tuân theo PT Van der Waals C p = a + bT + cT 2 + … ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ +=− 22 R 2 1 T a RCC VP RCC VP = − C v ca chuyn đng tnh tin C v ca chuyn đng quay C v rung Nhit dung đng tích C V Nhit đ (K) 5 S ph thuc ca nhit dung vào nhit đ ng Cacbon S ph thuc ca nhit dung vào nhit đ Fe Lng Nhit dung đng tích C P (J/mol.K) Nhit đ (K) Fe α Enthalpy (H) • i lng H = U + PV đc gi là entanpi, đó là hàm trng thái ca h VdPPdVdUdH ++= PdVdUdH += p QH =Δ P P P T H T Q C ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = Δ = Entanpi (H) nh lut HESS Hi  u  ng nhi  tc  aph  n  ng ch  ph  thu  c vào tr  ng thái đ  u và cu  ic  aph  n  ng mà không ph  thu  c vào đ  ng đi hay cách ti  n hành c  a ph  n  ng » Tr  ng thái tiêu chu  n 298 K 0 298 0 298 UhayH ΔΔ Hiu ng nhittiêuchun Tính gián tip HN caphn ng Entanpi (H) HN c aphn ng ΔH (A  B) = - ΔH (B  A) A  B ¬ Sinh nhi  tc  am  tch  t Δ H sn ¬ Thiêu nhi  t c  am  tch  t Δ H tn Entanpi (H) Tính HN c aphn ng Các cht đu Các cht cui ΔH x Các oxit cao nht −∑ΔH tn, cui ∑ΔH tn, đu Các đn cht bn vng −∑ΔH sn, đu ∑ΔH sn, cui ΔH x = H sn,cu i - H sn,đ u = H tn,đ u - H tn,cu i 6 S ph thuc ca nhit đ - ΔH •Ti P = const •Mt hp cht đa nhit đ t T 1 đnT 2 p p T H C ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ∂ ∂ = ∫ += 2 1 )()( 12 T T p d T CTHTH “L Kirchhoff” Entanpi Nhit đ Sn phm )( 1 0 TH r Δ T 1 )( 2 0 TH r Δ T 2 nh lut Kirchhoff ∫ += 2 1 )()( 12 T T p d T CTHTH Cht Phn ng Mô phng ni dung đnh lut Kirchhoff Khi tng nhit đ, entanpi casn phm và cacht phn ng đu tng, nhng theo mc đ khác nhau.Thùy theo tng trng hpc th thì entanpi ph thuc vào nhit dung cacht. ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH ∑∑ −=Δ ungphan chat 0 , phamsan 0 , 0 mpmppr nCnCC Bin thiên tiêu chun Entanpi ca phn ng hóa hc ∫ += 2 1 )()( 12 T T p d T CTHTH nh lut Kirchhoff S PH THUC CA NHIT DUNG VÀ ΔH VÀO NHIT  ∑C P Nhit đ ΔH Nhit đ ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH ∑ ∑ −=Δ ungphan chat 0 , phamsan 0 , 0 mpmppr nCnCC ∑ ∑ = ungphan chat 0 , phamsan 0 , mpmp nCnC 0 0 =Δ p C TR TR     NG NG H H   P P 1 1 SUY RA )()( 1 0 2 0 THTH rr Δ=Δ S PH THUC CA NHIT DUNG VÀ ΔH VÀO NHIT  ∑C P Nhit đ ΔH Nhit đ ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH ∑ ∑ −=Δ ungphan chat 0 , phamsan 0 , 0 mpmppr nCnCC constnCvàconstnC mpmp == ∑∑ ungphan chat 0 , phamsan 0 , constC p =Δ 0 TR TR     NG NG H H   P P 2 2 SUY RA TCTHTH p 0 1 0 2 0 )()( Δ+Δ=Δ a) 0 0 >Δ p C S PH THUC CA NHIT DUNG VÀ ΔH VÀO NHIT  ∑C P Nhit đ ΔH Nhit đ ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH ∑ ∑ −=Δ ungphan chat 0 , phamsan 0 , 0 mpmppr nCnCC constnCvàconstnC mpmp == ∑ ∑ ungphan chat 0 , phamsan 0 , constC p =Δ 0 TR TR     NG NG H H   P P 2 2 SUY RA TCTHTH p 0 1 0 2 0 )()( Δ+Δ=Δ b) 0 0 <Δ p C 7 S PH THUC CA NHIT DUNG VÀ ΔH VÀO NHIT  ∑C P Nhit đ ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH ∑ ∑ −=Δ ungphan chat 0 , phamsan 0 , 0 mpmppr nCnCC constnC vàconstnC mp mp ≠ ≠ ∑ ∑ ungphan chat 0 , phamsan 0 , constC p ≠Δ 0 TR TR     NG NG H H   P P 3 3 SUY RA 0 0 <Δ p C0 0 >Δ p C ΔH Nhit đ S PH THUC CA NHIT DUNG VÀ ΔH VÀO NHIT  ∑C P Nhit đ ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH ∑ ∑ −=Δ ungphan chat 0 , phamsan 0 , 0 mpmppr nCnCC constnC vàconstnC mp mp ≠ ≠ ∑ ∑ ungphan chat 0 , phamsan 0 , constC p ≠Δ 0 TR TR     NG NG H H   P P 3 3 SUY RA 0 0 >Δ p C0 0 <Δ p C ΔH Nhit đ Δ ‡ H Reactants  Activated complexActivation Δ f H Elements  CompoundFormation Δ c H Compound (s,l,g) + O 2 (g)  CO 2 (g) + H 2 O (l,g)Combustion Δ r H Reactants  ProductsReaction Δ ion H X (g)  X + (g) + e - (g)Ionization Δ at H Species (s,l,g)  atoms (g)Atomization Δ hyd H X ± (g)  X ± (aq) Hydration Δ sol H Solute  SolutionSolution Δ sub H s  gSublimation Δ vap H l  gVaporization Δ fus H s  lFusion Δ trs HPhase α  Phase β Transition Symbol*ProcessTransition * IUPAC recommendations. In common usage, the transition subscript is often attached to ΔH, as in ΔH trs M ts ký hiu khác nhau HN caphn ng Ex. 1 The standard enthalpy of formation of gaseous H 2 O at 298 K is -241.82 kJmol -1 . Estimate its value at 100 °C given the following values of the molar heat capacities at constant pressure: H 2 O (g) : 33.58 JK -1 mol -1 H 2 (g) : 28.84 JK -1 mol -1 O 2 (g) : 29.37 JK -1 mol -1 . Assume that the heat capacities are independent of temperature. )()( 2 1 )( 222 gOHgOgH →+ ∑ ∑ −=Δ reactants 0 , products 0 , 0 mpmppr nCnCC ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ +−=Δ ),( 2 1 ),(),( 2 0 ,2 0 ,2 0 , 0 gOCgHCgOHCC mpmpmppr 11 94.9)37.29( 2 1 84.2858.33 −− −= ⎭ ⎬ ⎫ ⎩ ⎨ ⎧ +−= molJK {} )94.9()94.9( kJmol82.241)373( 12 -1 TTH f −−−+−=Δ θ { } ) 94.9( K)75( kJmol82.241)373( 11-1 −− −×+−=Δ molJKH f θ 1 6.242 − −= kJmol ∫ Δ+Δ=Δ 2 1 0 1 0 2 0 )()( T T prrr dTCTHTH . tcm/s 2 S sóng m -1 Trng lng riêng kg/m 3 Tn s Hz, s -1 Lc N, kg m s -2 Áp sutPa, N/m 2 , kg m -1 s -2 N N   ng l ng l     ng, công, nhi ng, công, nhi   t t J, N m, kg m 2 s -2 4 Nhit. is -2 41.82 kJmol -1 . Estimate its value at 100 °C given the following values of the molar heat capacities at constant pressure: H 2 O (g) : 33.58 JK -1 mol -1 H 2 (g) : 28.84 JK -1 mol -1 O 2 (g). ΔU system + ΔU Surrounding = 0 ΔU system = - U Surrounding Bin thiên ΔU không ph thuc vào đng đi caquátrình U là hàm tr ng thái Ni nng ca khí lý tng • Khí lý tng iviKLT, gia các phân