งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ. 1878 Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า  H เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity)

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ. 1878 Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า  H เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity)"— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1

2 กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า  H เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity) ของปฏิกิริยา โดยคิดว่าเมื่อ  H < O ปฏิกิริยาเกิดได้ เพราะว่าการเกิดปฏิกิริยา ทำให้พลังงาน ของระบบลดลงและทำให้ระบบเสถียรขึ้น ???

3 ในทางปฏิบัติ พบว่า ภายใต้สภาวะบางอย่าง เช่น ที่อุณหภูมิสูงมาก ๆ การเปลี่ยนอัญรูปของควอทซ์ ก็สามารถเกิดได้เองแม้ว่า  H > O SiO K SiO 2  H = 0.88 kJ mol -1 (low quartz) (high quartz)

4 การทดลองของจูล W เมื่อจูลใช้ น้ำหนักถ่วง ให้ใบพัด หมุนในน้ำ การหมุนทำ ให้น้ำร้อน ขึ้น แต่ถ้า ให้ความ ร้อนกับน้ำ ไม่สามารถ ทำให้ใบพัด หมุนได้

5 กฎข้อที่ 1 อธิบาย “Irreversible” ไม่ได้

6 กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า  H เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity) ของปฏิกิริยา โดยคิดว่าเมื่อ  H < O ปฏิกิริยาเกิดได้ เพราะว่าการเกิดปฏิกิริยา ทำให้พลังงาน ของระบบลดลงและทำให้ระบบเสถียรขึ้น ???

7 ในทางปฏิบัติ พบว่า ภายใต้สภาวะบางอย่าง เช่น ที่อุณหภูมิสูงมาก ๆ การเปลี่ยนอัญรูปของควอทซ์ ก็สามารถเกิดได้เองแม้ว่า  H > O SiO K SiO 2  H = 0.88 kJ mol -1 (low quartz) (high quartz)

8 การทดลองของจูล W เมื่อจูลใช้ น้ำหนักถ่วง ให้ใบพัด หมุนในน้ำ การหมุนทำ ให้น้ำร้อน ขึ้น แต่ถ้า ให้ความ ร้อนกับน้ำ ไม่สามารถ ทำให้ใบพัด หมุนได้

9 กฎข้อที่ 1 อธิบาย “Irreversible” ไม่ได้

10 เพื่อให้ประสิทธิภาพของการทำงานมีค่าสูงสุด Carnot เสนอว่า แต่ละขั้นตอนในวัฎจักรนั้น ควรเกิดขบวนการแบบย้อนกลับได้ ดังนี้ “Carnot Cycle” ( วัฏจักรคาร์โนต์ )

11 1. การขยายตัวแบบ Isothermal 2. การขยายตัวแบบ Adiabatic 3. การอัดตัวแบบ Isothermal 4. การอัดตัวแบบ Adiabatic

12 T h >> T c qhqh W ThTh TCTC Thermal reservior ideal gas W W1W1 W2W2 qcqc m W3W3 W4W4

13 พิจารณากระบวนการ Adiabatic : จะได้ (V 2, T h ) ฎ (V 3, T C ) (V 4, T c ) ฎ (V 1, T h ) จะได้

14 กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า  H เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity) ของปฏิกิริยา โดยคิดว่าเมื่อ  H < O ปฏิกิริยาเกิดได้ เพราะว่าการเกิดปฏิกิริยา ทำให้พลังงาน ของระบบลดลงและทำให้ระบบเสถียรขึ้น ???

15 ในทางปฏิบัติ พบว่า ภายใต้สภาวะบางอย่าง เช่น ที่อุณหภูมิสูงมาก ๆ การเปลี่ยนอัญรูปของควอทซ์ ก็สามารถเกิดได้เองแม้ว่า  H > O SiO K SiO 2  H = 0.88 kJ mol -1 (low quartz) (high quartz)

16 การทดลองของจูล W เมื่อจูลใช้ น้ำหนักถ่วง ให้ใบพัด หมุนในน้ำ การหมุนทำ ให้น้ำร้อน ขึ้น แต่ถ้า ให้ความ ร้อนกับน้ำ ไม่สามารถ ทำให้ใบพัด หมุนได้

17 กฎข้อที่ 1 อธิบาย “Irreversible” ไม่ได้

18 เพื่อให้ประสิทธิภาพของการทำงานมีค่าสูงสุด Carnot เสนอว่า แต่ละขั้นตอนในวัฎจักรนั้น ควรเกิดขบวนการแบบย้อนกลับได้ ดังนี้ “Carnot Cycle” ( วัฏจักรคาร์โนต์ )

19 1. การขยายตัวแบบ Isothermal 2. การขยายตัวแบบ Adiabatic 3. การอัดตัวแบบ Isothermal 4. การอัดตัวแบบ Adiabatic

20 T h >> T c qhqh W ThTh TCTC Thermal reservior ideal gas W W1W1 W2W2 qcqc m W3W3 W4W4

21 adiabatic P V S T isothermal adiabatic V1V1 V4V4 V2V2 V3V3 A B D C A B C D isothermal ThTh TCTC adiabatic 1. การขยายตัวแบบ Isothermal (A ฎ B; V 1 ฎ V 2 ) 2. “ Adiabatic (B ฎ C; V 2 ฎ V 3 ) 3. การอัดตัวแบบ Isothermal (C ฎ D; V 3 ฎ V 4 ) 4. “ Adiabatic (D ฎ A; V 4 ฎ V 1 )

22 Isothermal : T คงที่ PV = nRT P 1 V 1 = P 2 V 2 P V 1/V slope = nRT P

23 Adiabatic :  U = q + w q = 0 = w dU dU = nC v dT = - PdVPdV nC v dT + PdV = O nC v dT + (nRT/V) dV = O

24 หารตลอดด้วย nT (C v /T) dT dT + (R/V) dV = O อินติเกรดเทอม จะได้ ….???

25

26 จาก PV = nRT จะได้ P 1 V 1 =T 1 P 2 V 2 = T 2

27 Adiabatic: P 1 V 1  = P 2 V 2  Isothermal:P 1 V 1 = P 2 V 2 P V Isothermal Adiabatic

28 1. Isothermal Expansion ที่อุณหภูมิคงที่ T h ; ระบบได้รับความร้อน q h ทำให้เกิดการขยายตัวจากปริมาตร V 1 ฎ  V 2  U = q + w 0

29 2. Adiabatic Expansion q = O ; แก๊สมีการขยายตัวจาก V 2 ฎ  V 3 อุณหภูมิของระบบลดลงจาก T h ฎ  T c  U = q + w 0 = w 2 =

30 3. Isothermal Compression ที่อุณหภูมิคงที่ T c ; ระบบคายความร้อน q c ทำให้เกิดการอัดตัวจากปริมาตร V 3 ฎ  V 4  U = q + w 0

31 4. Adiabatic Compression q = O ; แก๊สมีการอัดตัวจาก V 4 ฎ  V 1 อุณหภูมิของระบบเพิ่มขึ้นจาก T c ฎ  T h  U = q + w 0 = w 4 =

32 นั่นคือ W 2 = - W 4

33 งานสุทธิที่เครื่องจักรทำ = งานการขยายตัว - งานการอัดตัว = (-W 1 -W 2 ) - (W 3 + W 4 ) = - W 1 - W 3 = q h + q c

34 ประสิทธิภาพของเครื่องจักร = งานสุทธิที่ เครื่องจักรทำ ความร้อนที่ เครื่องจักรได้รับ = -w 1 -w 3 = q h + q c qhqh qhqh = nRT h ln (V 2 /V 1 ) + nRT c ln (V 4 /V 3 ) nRT h ln (V 2 /V 1 )

35 หรือ

36 ประสิทธิภาพ = RT h ln (V 2 / V 1 ) + RT c ln (V 1 / V 2 ) RT h ln (V 2 / V 1 ) = RT h ln (V 2 / V 1 ) - RT c ln (V 2 / V 1 ) RT h ln (V 2 / V 1 ) = T h - T c =q h + q c T h q h ประสิทธิภาพ = 1 ? เมื่อ T c = O Kelvin ?

37 q h = -T h q c T c P V A C

38 P V A C B D E F G H Carnot Cycle “ ย่อย ” ABCD และ EFGH

39 พิจารณา Carnot Cycle “ ย่อย ” : ABCD และ EFGH งานเนื่องมาจากการขยายตัวแบบ Adiabatic (BC, FG) มีค่าเท่ากับ งานการอัดตัว (DA, HE) แต่มีเครื่องหมายตรงข้าม ( W 2 = -W 4 ) จะพิจารณางานกรณีของ isothermal

40 คือ (q h ) AB = - (T h ) AB (q c ) CD (T c ) CD หรือจัดรูป สมการใหม่ เป็น

41 เขียนเป็นสมการรวมได้เป็น ( สำหรับการพิจารณาจากทุก ๆ Carnot cycles ใน PV - curve) หรือ

42 P V แสดงว่า เทอม เป็น Exact Differential หรือกล่าวอีกนัยหนึ่งว่า เป็น State Function

43 ให้ dS = เมื่อ q rev คือ ปริมาณความร้อนที่ถ่ายเทระหว่างระบบ กับสิ่งแวดล้อม ในปฏิกิริยาที่ย้อนกลับได้ เมื่อ S = Entropy (transformation, disorder) S เป็นฟังก์ชันที่บอกความไม่เป็นระเบียบของระบบ

44 สรุปได้ว่า S เป็นฟังก์ชันสภาวะ ???

45 1. Adiabatic process (Isolated system) q = O ; dS = O 2. Closed System จาก 1 st Law : dU = q + W  U = Dq + DW การหาค่า  S

46 สำหรับ reversible process : dU dU = TdS TdS - PdVPdV สังเกตได้ว่า U = U (S,V) เป็นสมการ ที่แสดง ความสัมพั นธ์ ระหว่างกฏ ข้อที่ 1 และ กฏข้อที่ 2 ของเทอร์ โม ไดนามิกส์ dU = Dq rev + DW rev

47 จาก Dq rev = dU + PdV dS = Dq rev = nC V dT + nRT dV TTTV

48 Isochoric Isobaric Isothermal

49 กรณีการเปลี่ยนแปลงสถานะ เกิดขี้นที่อุณหภูมิและความดันคงที่ เป็นการเปลี่ยนแปลงที่ย้อนกลับได้ หรือ dH = TdS  H = T  S

50 กฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ สำหรับกระบวนการที่เกิดได้เอง (Spontaneous) และย้อนกลับไม่ได้ (Irreversible Process):  S tot > O สำหรับกระบวนการที่ย้อนกลับได้ (reversible process):  S tot = O (The third Law of Thermodynamics)

51 เมื่อ  S tot =  S +  S surr สิ่งแวดล้อม ระบบ


ดาวน์โหลด ppt กฏข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์ (The Second Law of Thermodynamics) คศ. 1878 Bethelot และ Thomsen อธิบายว่า  H เป็น factor ที่บอกถึงการเกิดได้เอง (Spontancity)

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google