BAI GIANG HOA LY 1 slide

BÀI GIẢNG MÔN: HÓA LÝ 1

GV: TS. NGUYỄN NGỌC DUY


NỘI DUNG (30 Tiết)
CHƯƠNG 1: NHIỆT HÓA HỌC

CHƯƠNG 2: CHIỀU VÀ GIỚI HẠN CỦA QUÁ TRÌNH
CHƯƠNG 3: CÂN BẰNG HÓA HỌC
CHƯƠNG 4: LÝ THUYẾT CƠ BẢN CỦA CÂN BẰNG
PHA
CHƯƠNG 5: CÂN BẰNG PHA TRONG HỆ MỘT CẤU
TỬ
CHƯƠNG 6: DUNG DỊCH VÀ CÂN BẰNG DUNG DỊCH
HƠI

CHƯƠNG 7: CÂN BẰNG GIỮA DUNG DỊCH LỎNG VÀ
PHA RẮN


HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ MÔN HỌC

•
•
•
•

Kiểm tra giữa kỳ: 02 bài chiếm 50%
Bài 1: Chương 1 + 2 + 3
Bài 2: Chương 4 + 5 + 6

Kiểm tra cuối kỳ : Chương 1 đến
chương 7 chiếm 50%
• Hình thức thi: Tự luận


GIÁO TRÌNH VÀ TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Sách, giáo trình chính:
 Đào Văn Lượng, Nhiệt động hóa học, Nhà xuất bản
Khoa học và Kỹ thuật.
- Sách (TLTK) tham khảo:
1. Nguyễn Đình Huề, Cơ sở nhiệt động lực học phần 1,
Nhà xuất bản Giáo dục.
2. Lê Thị Thanh Hương, Hóa lý 1, Nhà xuất bản đại học
Công Nghiệp TP. HCM.
3. Trần Văn Nhân, Hóa lý tâp 1, Nhà xuất bản Giáo Dục.
4. Trần Văn Nhân, Hóa lý tâp 2, Nhà xuất bản Giáo Dục


CHƯƠNG 1: NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC

HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 5 of 48


NỘI DUNG
1. Một số khái niệm và định nghĩa
2. Nguyên lý thứ nhất nhiệt động lực học

3. Định luật Hess
4. Nhiệt dung
5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu ứng nhiệt
phản ứng – Định luật Kirchhoff

HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 6 of 48


1. Một số khái niệm và định nghĩa
- Hệ (nhiệt động): là một vật thể hay
nhóm vật thể được nghiên cứu và tách
biệt với môi trường xung quanh
Hoặc phát biểu cách khác: Hệ là tập
hợp các vật thể xác định trong
không gian nào đó và phần còn lại
xung quanh gọi là môi trường
- Hệ cô lập: là hệ không trao đổi chất
và E với môi trường bên ngoài


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Hệ kín (hệ đóng)

Chất

Chất

Chất

Chất
Nhiệt

Nhiệt
Hệ kín

Hệ kín là hệ chỉ có thể trao đổi E với MT ngoài.
HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 8 of 48


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Hệ đọan nhiệt

V2

V1

Hệ đoạn nhiệt là hệ không trao đổi chất và nhiệt
nhưng có thể trao đổi công với MT ngoài.
HUI© 2006

General Chemistry:

Slide 9 of 48


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Hệ đồng thể và hệ dị thể, pha, hệ cân bằng
• Hệ đồng thể là hệ có các tính chất lý hoá học giống nhau
ở mọi điểm của hệ nghĩa là không có sự phân chia hệ
thành những phần có tính chất hoá lý khác nhau
• Hệ dị thể là hệ có bề mặt phân chia thành những phần có
tính chất hoá lý khác nhau
• Pha là phần đồng thể của hệ, có thành phần, cấu tạo và
tính chất nhất định. Hệ đồng thể là hệ 1 pha, hệ dị thể là
hệ nhiều pha
• Hệ cân bằng là hệ có nhiệt độ, áp suất, thành phần giống
nhau ở mọi điểm của hệ và không thay đổi theo thời gian


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Trạng thái của hệ và thông số (tham số) trạng thái,
hàm trạng thái
 Trạng thái của hệ là toàn bộ các tính chất lý, hoá của hệ.
 Thông số trạng thái: Trạng thái của hệ được xác định
bằng các thông số (tham số) nhiệt động là: nhiệt độ T, áp
suất P, thể tích V, nồng độ C…
 Phương trình trạng thái mô tả tương quan giữa các
thông số trạng thái
 Có 2 loại thông số trạng thái
+ Thông số cường độ: Không phụ thuộc vào lượng chất :
như nhiệt độ, tỉ khối, áp suất…
 + Thông số khuyếch độ (dung độ): là những thông số

phụ thuộc vào lượng chất khối lượng, số mol, thể tích…


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Trạng thái cân bằng: là là trạng thái tương ứng với hệ
cân bằng ( Khi các thông số trạng thái giống nhau ở mọi
điểm và không đổi theo thời gian
 Hàm trạng thái: đại lượng nhiệt động được gọi là hàm
trạng thái nếu biến thiên của đại lượng đó chỉ phụ thuộc
và trạng thái đầu và trạng thái cuối của hệ, không phụ
thuộc vào cách tiến hành
 Nói cách khác Hàm trạng thái là đại lượng nhiệt
động có giá trị chỉ phụ thuộc vào các thông số trạng thái
của hệ mà không phụ thuộc vào cách biến đổi của hệ,
hay nói cách khác không phụ thuộc vào con đường đi
của hệ.
 (Nhiệt độ T, áp suất P, Thể tích V, Nội năng U, entanpi
H, entropi S, thế đẳng áp G…là những hàm trạng thái)


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
• Quá trình là sự biến đổi xãy ra ở trong hệ gắn liền với sự
thay đổi ít nhất 1 thông số trạng thái
• Quá trình xảy ra ở áp suất không đổi (P= hằng số) gọi là quá
trình đẳng áp, ở thể tích không đổi gọi là quá trình đẳng tích
và ở nhiệt độ không đổi gọi là quá trình đẳng nhiệt…
• Quá trình thuận nghịch: là quá trình biến đổi từ trạng thái
này qua trạng thái khác ( từ 1→2) được gọi là thuận nghịch
nếu như có thể biến đổi theo chiều ngược lại ( từ 2→1) đi qua
đúng mọi trạng thái trung gian như chiều thuận sao cho khi

hệ trở về trạng thái ban đầu thì không còn tồn tại một biến đổi
nào trong chính hệ cũng như môi trường
• Quá trình không thuận nghịch là quá trình mà sau đó hệ và
môi trường không thể quay trở lại trạng thái ban đầu


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Năng Lượng
• Là thước đo độ vận động của vật chất. ng với
những hình thái vận động khác nhau của vật
chất chúng ta có những hình thái năng lượng
khác nhau như thế năng, động năng, nội năng.
• Hai dạng thể hiện của năng lượng đó là
NHIỆT, và CÔNG
• Lưu ý: không có giá trò năng lượng bằng 0
tuyệt đối mà chỉ có năng lượng bằng 0 ứng với
một hệ quy chiếu chuẩn nào đó.


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
 Đơn vò đo năng lượng
Theo hê SI là Joule (J):
2
2
1
1
E k  mv  2 kg 1 m/s 
2
2
 1 kg m 2 / s 2

1J

Đôi khi dùng đơn vò calorie:
1 cal = 4.184 J
1000 cal = 1 kcal


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)

 Nhiệt
• Nhiệt (q) là thước đo sự chuyển động
hỗn loạn ( chuyển động nhiệt) của
các tiểu phân tạo nên chất hay hệ.
Q = mC (T2-T1)


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)

 Công
• Công (A) là thước đo sự chuyển động có
trật tự và có hướng của các tiểu phân
theo hướng của trường lực

• CÔNG (A) = tích của lực (F) tác dụng
lên vật làm vật di chuyển một quãng
đường d
A=Fd

1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)

 Nội năng
• Nội năng (U) (Internal Energy) của hệ là năng
lượng có sẵn, ẩn dấu bên trong hệ, bao gồm
năng lượng chuyển động tònh tiến, chuyển
động quay của các phân tử, chuyển động quay
và chuyển động giao động của các nguyên tử
và nhóm nguyên tử bên trong phân tử và tinh
thể, chuyển động của electron trong nguyên
tử, năng lượng bên trong hạt nhân.


1. Một số khái niệm và định nghĩa (tt)
Năng lượng của hệ: bao gồm tổng của
Động năng, Thế năng, và Nội năng của hệ.
Đối với các phản ứng hóa học, sự biến đổi
động năng và thế năng của hệ là không
đáng kể do đó ta chỉ quan tâm đến Nội
năng.


2. NGUYÊN LÝ THỨ NHẤT CỦA NHIỆT
ĐỘNG HỌC
Mối liên hệ giữa Nhiệt và Công
Khi một hệ bò biến đổi (vật lý hay hóa học),
nội năng của hệ thay đổi tùy thuộc vào lượng
nhiệt và công hệ trao đổi với môi trường :

U = Q - A

Hay độ tăng nội năng của hệ đúng bằng tổng
nhiệt lượng Q với công A mà hệ nhận được từ
môi trường ngoài.


QUY ƯỚC VỀ DẤU

Q:

+ khi hệ thu nhiệt từ môi trường ngoài,
– khi hệ tỏa nhiệt ra môi trường ngoài

A:

- khi hệ bò môi trường ngoài tác dụng lên
công A ( hệ nhận công).
+ khi hệ tác dụng công A lên môi trường
ngoài ( hệ sinh công).


CÔNG GIÃN NỞ
Công A khi hệ chuyển từ trạng thái 1
sang trạng thái 2 sẽ là :
A = PngoàiV = Pngoài( V2 – V1)
Trong đó P là áp suất của hệ , V1 là thể
tích của hệ ở trạng thái 1, V2 là thể tích
của hệ ở trạng thái 2.


Quá trình đẳng tích (v=0)

• Trong trường hợp các quá trình diễn ra ở
điều kiện thể tích không đổi
• (V = const) thì A = 0 , suy ra:
•

Qv =  U = U2 – U1

• Toàn bộ nhiệt năng mà hệ thu vào trong
quá trình đẳng tích dùng để làm tăng nội
năng


Quá trình đẳng nhiệt (T=0)
v2

A   Pngoai dV
v1

Nếu khí là khí lý tưởng và quá trình là đẳng
nhiệt
nRT

Pngoai  Pkhi 
v2

V

v2

nRT

dV
A 
dV  nRT 
V
V
v1
v1

V2
 A  nRT ln
V1


Quaù trình ñaúng nhieät (T=0) (tt)
- Trong điều kiện đẳng nhiệt, thể tích khí lí tưởng
tỷ lệ nghịch với áp suất.
A = nRTlnV2/V1 = nRTlnP1/P2
- Vì nội năng của khí lí tưởng chỉ phụ thuộc vào
nhiệt độ nên ∆U = 0
QT = A = nRTlnV2/V1
= nRTlnP1/P2