Popis:
1. Základní pojmy
1.1 Soustava
Ve fyzikální chemii rozdělujeme prostor na dvě části, na soustavu (systém) a na okolí. Soustava je ta část prostoru, která nás speciálně zajímá. Může to být reakční nádoba, stroj, elektrochemický článek, biologická buňka atd. Okolí je prostředí, ve kterém děláme naše měření.
Typ soustavy závisí na charakteru rozhraní, které ji odděluje od okolí (Obr.1). Jestliže lze přenášet přes rozhraní mezi soustavou a okolím hmotu (látku) i energii, říkáme, že soustava je otevřená. Pokud lze přenášet přes rozhraní energii, ale ne hmotu, je soustava uzavřená. Uzavřená soustava se může například rozpínat a tím zvedat závaží ve svém okolí nebo při snižování teploty může odevzdávat energii okolí. Izolovaná soustava je taková, která se svým okolím nevyměňuje ani hmotu ani energii. Příkladem izolované soustavy může být např. obsah uzavřené termosky.
Klíčová slova:
soustava
chování plynů
termodynamika
formulace
rovnováha
molární veličiny
Obsah:
- 1. Základní pojmy 4
1.1 Soustava 4
1.2 Vlastnosti soustavy, termodynamické veličiny 5
1.3 Stav soustavy a jeho změny 6
1.4 Standardní stav látky 6
1.5 Znaménková konvence 6
2. Stavové chování plynů 7
2.1 Ideální plyn 7
2.2 Směsi plynů 10
2.3 Reálný plyn 12
2.3.1 Kompresibilitní faktor 12
2.3.2 Van der Waalsova rovnice 12
2.3.3 Kondenzace plynů a kritický stav 14
3. Chemická termodynamika 16
3.1 Tepelné kapacity 16
3.1.2 Teplotní závislost tepelných kapacit 18
3.1.3 Empirická pravidla k určování tepelných kapacit 21
3.1.4 Změna tepelné kapacity v průběhu chemické reakce 21
3.2 Formulace a rozbor I. věty termodynamické 23
3.2.1 Formulace I. věty termodynamické pro zvláštní případy 24
3.2.2 Práce ideálního plynu 24
3.2.3 Teplo za stálého objemu a stálého tlaku. Entalpie 26
3.2.4 Termodynamická definice tepelných kapacit, vztah mezi Cp a CV 27
3.2.5 Ohřev a ochlazování látek 27
3.2.6 Reakční tepla 30
3.2.7 Termochemické zákony. Výpočet reakčních tepel 32
3.2.8 Závislost reakčního tepla na teplotě. Kirchhoffovy rovnice 36
3.2.9 Teoretická reakční teplota 41
3.3 Podmínky průběhu a rovnováhy fyzikálně-chemických dějů 42
3.3.1 Význam a slovní formulace II. věty termodynamické 43
3.3.2 Matematická formulace II. věty termodynamické. Entropie 45
3.3.3 Entropie z hlediska statistické termodynamiky 45
3.3.4 Výpočet změn entropie 45
3.3.5 Helmholtzova a Gibbsova energie. Termodynamické potenciály 51
3.3.6 Vztahy mezi termodynamickými funkcemi 54
3.3.7 Teplotní závislost Gibbsovy a Helmholtzovy energie 57
3.3.8 Parciální molární veličiny 59
3.3.9 Chemický potenciál 62
3.3.10 Chemické rovnováhy 64
3.3.11 Fázové rovnováhy 72
3.4 III. věta termodynamická 79
Použitá literatura 82