Termodyamk - ärmets rörelse - Jämvkt - Relatoer mella olka kemska tllståd - Hur mycket t.ex. eerg eller rodukter som bldas e kemsk reakto - arför kemska reaktoer sker
Ka. 1. Gaser 1.1-2 Ideala gaser Ideal gas: - artklar som rör sg slummässgt - artklaras storlek försumbar - ge växelverka, förutom vd kollso - kollsoer: elastsk stöt (ketska gasmodelle) För e deal gas gäller: RT Allmäa gaslage tryck kraft yta Ehet: 1 N/m 2 1 Pa 1 atm 760 torr 101325 Pa 1 bar 750.06 torr 1 10 5 Pa volym mägd (mol) T temeratur (K) T/K T C / C + 273.15 R kostat 8.3145 J K -1 mol -1 Temeratur Celsus Allmäa gaslage är e god aroxmato äve för verklga gaser. Alla gaser uför sg som deala är 0! Ursruglge är det ett exermetellt härlett sambad:
Ext: A F F A Boyle (1662): kostat Charles (1787): Dessutom: Avogadros rc: 1 ( )( T )( ) 1 T T T RT kostat soterm T kost > T T kost 24.79 dm 3 /mol vd SATP (se eda) R 8.3145 J K -1 mol -1 Allmäa gaskostate Stadardtemeratur och tryck (STP): 273.15 K, 1 atm Stadard omgvade tem. och tryck (SATP): 298.15 K, 1 bar
Ett tllståd för ett system deferas av dess fyskalska egeskaer. (T.ex. om re gas:,,,t ) Allmäa gaslage är ett exemel å e tllstådsfukto: 0 F(,,,T) eller exv. f(,,t) eller T g(,,) D.v.s. käer v 3 storheter är de 4:e etydgt deferad (vd ämvkt). E extesv egeska är ro. mot systemets mägd (eller massa, utsträckg, volym etc). E tesv egeska är oberoede av systemets mägd. Extesv atal mol massa m volym kraft F ketsk eerg E k Itesv koc. c / destet ρ m/ molvolym m / tryck temeratur T Am: RT m RT Ebart tesva varabler (Överkurs: Härledg av allmäa gaslage med häl av statstsk mekak:
... överkurs slut)
För e gas beståede av mol artklar gäller att dess ketska eerg ges av: 3 Ek 2 RT Eller om N är atal artklar (räkat stycke, alltså är N N A där NA 6.022 10 23 ): E k 3 2 Nk kb R / NA 1.38065 10-23 J/K Boltzmas kostat (Alteratvt ka detta ses som e defto av temeratur, de statstsk-mekaska deftoe av T : B T N 2 mv 2 1 Ek 2 1 2 2 1 mv 2 3 kb N 3 kb N 3 kb T Så v ser att T är Ek:s tesva motsvarghet.) 2 Formel överst å sda är ett exemel å ekvarttosteoremet (se s. 17 Atks10/s. 9 Atks9): För ett system ämvkt så bdrar alla kvadratska termer med ½ k B T tll de totala eerg. Dea lag ka s tur härledas frå e aa statstsktermodyamsk relato, Boltzmafördelge (se s. 15/8): 0 e ( E E 0 ) / k B T
Bladgar av gaser (ka 1.2c) Flera olka gaser: 1, 2, 3,... + + +... Molbråk: Iför artaltryck : 1 2 3 RT d.v.s. det tryck som komoet skulle utöva om de esam fyllde hela totala volyme (gäller för deal gas). tot RT RT RT Dessutom: RT Icke-deal gas: tot RT tot ( x ) x x x x 1 RT x x tot tot Daltos lag Defto av artaltryck
1.3-4 erklga gaser Reella gaser: Eot - äxelverka mella molekyler (mestadels attraktv vxv) Reulso - Molekyler har egevolym (motsv. ugefär reulsva dele av otetalkurva) Attrakto R Sätt att beskrva avvkelse frå deal gas: a) Komressosfaktor Z Z m RT Atag vsst, fxt, : (m är molvol. för e deal gas) o m > m Z > 1 Exaso rel. deal gas Reulso domerar o m < m Z < 1 Komresso rel. deal gas Attrakto domerar Se Fg. 1C.3/1.14
b) Korrektostermer B C RT + + + K 2 m m m 1 B, C: ralkoeffceter B,C ehåller formato om molekylär vxv! c) va der Waals tllstådsfukto Modfera allmäa gaslage så att de blr e bättre aroxmato: 2 + a Korrekto för molekylär attrakto (trycket mskar) ( b) RT Korrekto för molekyles egevolym (volyme ökar) Äve adra tllstådsfuktoer har föreslagts (Tab 1C.4/1.7).
Kodesato Atag verklg gas. Komrmera (d.v.s. mska ) vd olka T och mät. Om T te är för högt ka gase övergå tll vätska är volyme mskas. T F,,,T Se Fg. 1C.2/1.15
krtska soterme -kurva med de högsta tem d T c vlke har e ukt där 0 (terassukt) dm Olka för olka gaser (Tab 1C.2/1.5): Tc, c, c d krtska ukte försver fasyta mella (g) och (l): destete för (g) destete för (l) ätskor (gaser) med T > Tc och > c kallas för suerkrtska vätskor De har ovalga egeskaer, ofta mycket bra lösgsmedel och/eller reaktva. Ex: extrakto av koffe m.h.a. CO 2, destrukto av mlöfarlga orgaska äme m.h.a. H 2 O
d) Korresoderade tllståd Iför reducerade varabler: r c T T r T c r c Se Fg. 1C.9/1.21 Uversell lkhet mella olka gaser (fugerar bäst för gaser vars molekyler är oolära och arox. sfärska).