งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

งานนำเสนอกำลังจะดาวน์โหลด โปรดรอ

Heat Capacity ความจุความร้อน (C) : ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ ในการทำให้สารในระบบ มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 K ( หรือ 1 o C) ความจุความร้อนโมลาร์ (C ): ความร้อนที่ให้สาร.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


งานนำเสนอเรื่อง: "Heat Capacity ความจุความร้อน (C) : ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ ในการทำให้สารในระบบ มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 K ( หรือ 1 o C) ความจุความร้อนโมลาร์ (C ): ความร้อนที่ให้สาร."— ใบสำเนางานนำเสนอ:

1

2 Heat Capacity ความจุความร้อน (C) : ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ ในการทำให้สารในระบบ มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 K ( หรือ 1 o C) ความจุความร้อนโมลาร์ (C ): ความร้อนที่ให้สาร 1 โมล (molar heat capacity) มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 K นิยาม

3 นิยาม C = Dq dTdT ความร้อนจำเพาะ (s) : ความร้อนที่ให้สาร 1 กรัม (Specific heat) มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 K

4 1. เมื่อปริมาตรคงที่ : C v = Dq V = dU dU = C V dT = nC V dT C V ขึ้นกับอุณหภูมิ :  U = U 2 T 2 T 2 dU = C V dT = n C V dT U 1 T 1 T 1 ถ้า C V ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ :  U = C V  T = nC V  T dTdT dTdT

5 2. เมื่อความดันคงที่ : C P = Dq P = dH dH = C P dT = nC P dT C P ขึ้นกับอุณหภูมิ :  H = H 2 T 2 T 2 dH = C P dT = n C P dT H 1 T 1 T 1 ถ้า C P ไม่ขึ้นกับอุณหภูมิ :  H = C P  T = nC P  T dTdT dTdT

6 ถ้าต้องการเพิ่มอุณหภูมิของแก๊สไนโตรเจน 0.28 กรัม จากอุณหภูมิ 100 o C เป็น 180 o C ที่ความดันคงที่ จะต้องให้ความร้อนแก่ระบบเท่าใด โจทย์ให้หา q p  H

7 จากตาราง : C p = a + bT + CT C p (N 2,g) = x10 -3 T x10 -7 T J K -1 mol -1

8 T 2 T 2 จากสมการ  H = C p dT = n C p dT T 1 T 1 = n C p (T 2 -T 1 ) เมื่อ n = 0.28 = 0.01 mol 28 T 1 = 100 O C = 373 K T 2 = 180 O C = 453 K

9  H = (0.01mol) ( x10 -3 T x10 -7 T 2 ) dT = (0.01) [ 27.3 T x10 -3 T x10 -7 T 3 ] = (0.01) [ ] = J

10 ความแตกต่างของ C p กับ C v จากนิยามของ enthalpy : H = U + PV dH = dU + d (PV) dTdTdTdTdTdT ในกรณีของ ideal gas: C p = C v + d (nRT) dTdT C p - C v = nR C p - C v = R C p - C v = nR C p - C v = R

11 U = 3 RT สำหรับ monoatomic ideal gas ที่มี n = 1 2 C V = dU = 3 R dTdT 2 C P = C V + R = 5 R 2

12 heat capacity ratio = C P = 5 = 1.66 CVCV 3  Monoatomic gas Diatomic gas Polyatomic gas He 1.66 H H 2 O 1.31 Ne 1.64 O CO Ar 1.67 N N 2 O 1.29 Kr 1.68 CO 1.40 Xe 1.66 NO 1.40 Hg 1.67 Cl

13 C p > C v ทำไม ?

14 เมื่อความดันคงที่ รวมถึงเป็นปริมาณความร้อนที่เปลี่ยน ไปเป็นงานการขยายตัว C P คือ ปริมาณความร้อนที่ทำให้ อุณหภูมิ เพิ่มขึ้น C P = q T ฎ T q PV-work

15 C P = C V + (-W) = C V + P ext  V C P = C V +  (PV) เมื่อความดันคงที่ C P = C V +  ( nRT ) เมื่อ  n = 1; C P = C V + R  T เมื่อ  T = 1; C P = C V + R C P = q T ฎ T q PV-work

16 เทอร์โมเคมี (Thermochemistry)

17 H 2 S(g) + (3/2)0 2 (g) ฎ  H 2 O(l) + SO 2 (g)  H o ํ 298 = KJ Reactants Products Energy สมการเทอร์โมเคมี (Thermochemical reaction)

18 ที่สภาวะใด ๆ  H,  H reaction ที่สภาวะมาตรฐาน (standard state)  H O ( สภาวะที่ความดันเท่ากับ 1 บรรยากาศ อุณหภูมิใด ๆ ) (P = 1 atm) STP = Standard Temperature and Pressure P = 1 atm ; T = K (0 O C)

19 H 2 S(g) + (3/2)0 2 (g) ฎ  H 2 O(l) + SO 2 (g)  H O ํ 298 = KJ  H o reac = H o H 2 O,l + H o SO 2,g - H H 2 S, g + 3H o 0 2,g = -561 kJ 2 โดยทฤษฎี :  H reaction =   j  H j -   i  H i PR  i และ  j คือ จำนวนโมลที่เกี่ยวข้องของสารตั้ง ต้นและสารผลิตภัณฑ์ ตามลำดับ

20  H > O : ปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endothermic reaction)  H < O : ปฏิกิริยาคายความร้อน (Exothermic reaction) เครื่องหมายของ  H

21 ในทางปฏิบัติ ไม่สามารถหาค่า “absolute enthalpy” (H) ได้ การคำนวณหา  H ?

22 1) Hess Law 2) Bond Energy 3) Heat of Formation กฎของเฮสส์ (Hess’ Law) “The Law of Constant Heat Summation” “ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของ ปฏิกิริยารวม จะมีค่าเท่ากับผลรวมของการ เปลี่ยนแปลง เอนทาลปีในปฏิกิริยาย่อยแต่ละ ขั้น ” หา  H ?

23 หลักในการใช้กฎของเฮสส์ ??? กฎของเฮสส์ (Hess’ Law) “The Law of Constant Heat Summation” “ การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปีของ ปฏิกิริยารวม จะมีค่าเท่ากับผลรวมของการ เปลี่ยนแปลงเอนทาลปี ในปฏิกิริยาย่อยแต่ละขั้น ”

24 เช่น การเผาไหม้ของแก๊ส ไฮโดรเจน เป็นปฏิกิริยาคายความร้อน H 2 (g) + 1 O 2 (g) ฎ H 2 O(g)  H o = kJ 2 ขณะที่การสลายตัวของน้ำเป็นปฏิกิริยาดูดความร้อน H 2 O(g) ฎ H 2 (g) + 1 O 2 (g)  H o = kJ 2 1. ถ้ากลับทิศทางของปฏิกิริยา ต้องเปลี่ยนเครื่องหมายของ  H

25 2. ถ้าเพิ่มหรือลดจำนวนโมลของสารในสมการ จะต้องเพิ่มหรือลดค่า  H โดยการคูณหรือหาร ด้วยเลขนั้น ๆ ด้วย เช่น 2 H 2 O(g) ฎ 2H 2 (g) + O 2 (g)  H o = kJ

26 Ex จงคำนวณหาการเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี ของ ปฏิกิริยา ที่ 298 K C 2 H 4 (g) + H 2 (g) ฎ C 2 H 6 (g) 1) C 2 H 4 (g) + 3O 2 (g) ฎ  2CO 2 (g) + 2H 2 O(l)  H o = kJ 2) 2H 2 (g) + O 2 (g) ฎ  2H 2 O(l)  H o = kJ กำหนดให้ ) C 2 H 6 (g) + 7 O 2 (g) ฎ 3H 2 O(l) + 2CO 2 (g)  H o = kJ 2

27 วิธีทำ 4) H 2 (g) + 1O 2 (g) ฎ H 2 O (l)  H o = kJ 2 (1) + (4) - (3) : C 2 H 4 (g)+ 3O 2 (g) +H 2 (g)+1O 2 (g) + 3H 2 O(l) + 2CO 2 (g) ฎ   CO 2 (g)+2H 2 O(l) + H 2 O(l) + C 2 H 6 (g) + 7 O 2 (g) (4) = (2) C 2 H 4 (g) + H 2 (g) ฎ C 2 H 6 (g) โจทย์ให้หา  H ของ

28 (1)+ (4) - (3) : วิธีทำ  H o =  H o +  H o -  H o = kJ 14 3 = ( )

29 Bond Energy (Bond Enthalpy) พลังงานที่ใช้เพื่อเอาชนะแรงดึงดูด ระหว่างอะตอม เพื่อสลายพันธะของโมเลกุล A -- B ฎ  A + B  H =.… kJ mol -1

30 1. เอนทาลปีพันธะสลายตัว (Dissociation bond enthalply) CH 4 ฎ CH 3 + H CH 3 ฎ CH 2 + H CH 2 ฎ   CH + H CH ฎ  C + H  H o 298 = 422 kJ  H o 298 = 364 kJ  H o 298 = 385 kJ  H o 298 = 335 kJ

31 พลังงานเฉลี่ยที่ใช้ในการทำลายพันธะ ระหว่างคู่อะตอมใด ๆ โดยไม่พิจารณาว่าเป็นโมเลกุลแบบใด 2. เอนทาลปีพันธะเฉลี่ย (Average bond enthalpy)

32 C H ฎ C + H  H o 298 = 413 kJ C C ฎ C + C  H o 298 = 348 kJ C C ฎ C + C  H o 298 = 614 kJ C C ฎ C + C  H o 298 = 839 kJ Average bond enthalpy

33 Table : Selected values of mean bond dissociated energies,  H (x-y) in kJ mol -1 C-C 348 C=C 615 C=C 835 C=O 743 C-H 415 C-O 350 O-O 146 O=O 498 O-H 464 H-H 436 Br-Br 193 C-Cl 339

34 หลักในการคำนวณ  H จากค่าเอนทาลปีเฉลี่ย 1. ทำให้สารตั้งต้น (reactants) อยู่ในสภาพ ที่เป็น แก๊ส ( ไอ ) จากนั้นสลายพันธะ ระหว่างโมเลกุลให้เป็นอะตอมเดี่ยว พลังงานที่ใช้ คือ พลังงานสลายพันธะ

35 2. ธาตุในสภาพที่เป็นอะตอมหรือแก๊ส ( ไอ ) เข้า สร้างพันธะเกิดเป็นสารผลิตภัณฑ์ (products) ในสถานะที่เป็นไอ พลังงานที่ให้ คือ พลังงานที่ใช้ในการสร้างพันธะ หลักในการคำนวณ  H จากค่าเอนทาลปีเฉลี่ย

36 สร้าง - คาย ( พลังงานมีค่าเป็นลบ ) สลาย - ดูด ( พลังงานมีค่าเป็นบวก )

37 Ex. จงหา  H o สำหรับปฏิกิริยา CH 3 OH(g) + HBr(g) ฎ H 2 O(g) + CH 3 Br(g) 3 C - H = 3(412) = 1236 kJ 3C - H = 3(- 412) = kJ C - O = 360 C - Br = O - H = 463 O - H = H - Br = 366 O - H = รวม 2425 kJ รวม kJ สลายพันธะ สร้างพันธะ  H o = (-2447) + (2425) = -22 kJ


ดาวน์โหลด ppt Heat Capacity ความจุความร้อน (C) : ปริมาณความร้อนที่ต้องใช้ ในการทำให้สารในระบบ มีอุณหภูมิเปลี่ยนไป 1 K ( หรือ 1 o C) ความจุความร้อนโมลาร์ (C ): ความร้อนที่ให้สาร.

งานนำเสนอที่คล้ายกัน


Ads by Google