Termodynamika

Termodynamika

= studuje energetické změny během různých dějů

Soustavy:

• Otevřená – s okolím vyměňuje energii i hmotu

• Uzavřená – s okolím vyměňuje pouze energii

• Izolovaná – s okolím nevyměňuje hmotu ani energii

Děje:

• izobarický děj – konstantní tlak

• izotermický děj – konstantní teplota

• izochorický děj – konstantní objem

• adiabatický děj – nevyměňuje se teplo s okolí

• exergonický – při tomto ději se energie uvolňuje, rozdíl entalpií je menší než nula

• endergonický – při tomto ději se energie spotřebovává, rozdíl entalpií je větší než nula

• exotermický – při tomto ději se teplo uvolňuje

• endotermický – při tomto ději se teplo spotřebovává

K spočítání změně entalpie nám slouží spalné a slučovací teplo

Spalné teplo

• Spalné teplo látky je reakční teplo reakce, při které dojde ke spálení 1 molu této látky za standardních podmínek na nejstabilnější spalné produkty/oxidy

• spalné teplo stálých oxidů a kyslíku je nula

Slučovací teplo

• slučovací teplo látky je reakční teplo reakce při které vznikne 1 mol této látky přímo z prvků

• slučovací teplo prvků je vždy nula

Termodynamické zákony

1. termodynamický zákon

• Říká nám, že vnitřní energie systému srovná v součtu práce a tepla

• Při izobarickém ději se reakční teplo reakce rovná změně entalpie

• Pod 1. termodynamický zákon spadají i dva termochemické zákony

  • 1. Termochemický zákon (Laplace-Lavoisierův zákon)

    • Reakční teplo přímé reakce je stejné jako reakční teplo zpětné reakce jen s opačným znaménkem

  • 2. Termochemický zákon (Hessův zákon)

    • reakční teplo reakce se rovná součtu reakčních tepel dílčích reakcí této reakce

2. termodynamický zákon

• entropie (S)

  • určuje nám míru neuspořádanosti systému

  • samovolný děj má kladnou změnu entropie

  • nesamovolný děj má zápornou změnu entropie

• Změna entropie se rovná podílu reakčního tepla a teploty

• Gibbsova energie (G)

  • Dává dohromady dva pravděpodobnostní faktory – entropii a entalpii

  • Samovolné děje mají zápornou změnu Gibbsovy energie

3. termodynamický zákon

• Ideální krystal má při 0 K nulovou entropii

  • při tomto stavu by byla každá částice naprosto stabilní, je to tedy nejlepší možné uspořádání

  • v současné době neexistuje zařízení které by snížilo teplotu nad 0 K