ประสิทธิภาพ = rt h ln (v 2 / v 1 ) + rt c ln (v 1 / v 2 )
DESCRIPTION
= 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 = RT h ln (V 2 / V 1 ) + RT c ln (V 1 / V 2 ) - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
ประสิ�ทธิ�ภาพ = RTh ln (V 2 / V1
) + RTc ln (V1
/ V2
) RTh ln (V
2 / V1)
= RT h ln (V 2 / V1
- ) RT c ln (V 2 / V 1 ) RTh ln (V2 / V
1)
= Th - Tc = qh + qc
Th qh
ประสิ�ทธิ�ภาพ = 1 ? เมื่��อ Tc = O Kelvin ?
qh -= Thqc Tc
P
V
A
C
P
V
A
C
B
D
EF
GH
Carnot Cycle “ ”ย่�อย่ABCDและEFGH
พ�จารณา Carnot Cycle “ ” ย่�อย่ : ABCD และ EFGH
งานเน��องมื่าจากการขย่าย่ตั�วแบบAdiabatic (BC , FG) มื่ ค่�าเท�าก�บ
งานการอ�ดตั�ว (DA , HE) แตั�มื่ เค่ร��องหมื่าย่ตัรงข$ามื่(W2 = -W4)
จะพ�จารณางานกรณ ของ isothermal
ค่�อ (qh)AB - = (Th)AB
(qc)CD (Tc) CD
หร�อจ�ดร%ปสิมื่การใหมื่�เป'น
qT
qT
qT
qT
hh AB
cc CD
hh EF
cc GH
0
0
ÊÓËÃѺ cycle ABCD
áÅÐ
ÊÓËÃѺ cycle EFGH
เข ย่นเป'นสิมื่การรวมื่ได$เป'น
... ...
q
TqT
qT
qT
hh AB
cc CD
hh EF
cc GH
0
( สิ)าหร�บการพ�จารณาจากท*ก ๆ Carnot cycles ใน - PV curve)
q
Ti
ii 0หร�อ
P
V
¨Ò¡
¨Ðä́ é Dqrev
qT
dT
iii
0
0
แสิดงว�า เทอมื่ เป'นExact Differential
หร�อกล�าวอ กน�ย่หน,�งว�า เป'นState Function
DqrevdT
ให$ dS =DqrevdT
เมื่��อ qrev ค่�อ ปร�มื่าณค่วามื่ร$อนท �ถ่�าย่เทระหว�างระบบ ก�บสิ��งแวดล$อมื่ ในปฏิ�ก�ร�ย่าท �ย่$อนกล�บได$
เมื่��อ S = Entropy (transformation, disorder)Sเป'นฟั0งก1ชั�นท �บอกค่วามื่ไมื่�เป'นระเบ ย่บของระบบ
สิร*ปได$ว�า dS 0
D
จาก rev 0 T
q
S เป'นฟั0งก1ชั�นสิภาวะ ???สิ)าหร�บกระบวนการผั�นกล�บได$S = 0(reversible process)
1. Adiabatic process (Isolated system) q = O ; dS = O
2. Closed System จาก 1 st Law :
dU = q + W U = Dq + DW
การหาค่�า S
สิ)าหร�บ reversible process :
dU = TdS - PdV
สิ�งเกตัได$ว�าU = U (S,V)
เป'นสิมื่การท �แสิดงค่วามื่
สิ�มื่พ�นธิ1ระหว�างกฏิ
ข$อท � 1 และกฏิข$อท �
2 ของเทอร1โมื่ไดนามื่�
กสิ1
dU = Dqrev + DWrev
จาก Dqrev = dU + PdV dS = Dq rev = nC V dT + nR T dV
T
S dS S S nCTT nR
VVV 2
1
21
21
21
ln ln
T TV
S dS S S nCTT nR
VVV 2
1
21
21
21
ln lnIs
och
ori
c
S nCTTV ln 21
Isob
ari
c
S nCTTP ln 21
Isoth
erm
al
S nRVV
nRPP
ln
ln
2112
กรณ การเปล �ย่นแปลงสิถ่านะ เก�ดข 5นท �อ*ณหภ%มื่�และค่วามื่ด�นค่งท � เป'นการเปล �ย่นแปลงท �ย่$อนกล�บได$
S
DqT
qT
HT
rev P
หร�อ dH = TdSH = TS
กฎข$อท �สิองของเทอร1โมื่ไดนามื่�กสิ1 สิ)าหร�บกระบวนการท �เก�ดได$เอง (Spontaneous) และย่$อนกล�บไมื่�ได$ (Irreversible Process):
Stot > O สิ)าหร�บกระบวนการท �ย่$อนกล�บได$ (reversible process):
Stot = O
(The third Law of Thermodynamics)
เมื่��อ Stot = S + Ssurr สิ��งแวดล$อมื่ระบบ
สิร*ป : Stot 0 ปฏิ�ก�ร�ย่าเก�ดข,5นได$Stot < 0 ปฏิ�ก�ร�ย่าไมื่�เก�ด (หร�อเก�ดในท�ศทางย่$อนกล�บ)
กฎข$อท �สิามื่ของเทอร1โมื่ไดนามื่�กสิ1(The third Law of Thermodynamics)
จากหล�กการท �ว�า เมื่��ออ*ณหภ%มื่� ของระบบลดลง
ระบบย่�อมื่มื่ ค่วามื่เป'นระเบ ย่บ สิ%งข,5น
และค่�าเอนโทรป8ของระบบย่�อมื่ลดลง
Lewis และ Randall ตั�5งกฎข$อท � 3:
“ ท � O Kelvin เอนโทรป8ของสิารผัล,กบร�สิ*ทธิ�9 สิมื่บ%รณ1แบบ (perfect crystalline substance) มื่ ค่�าเป'นศ%นย่1 สิ�วนเอนโทรป8ของสิารใด ๆ
“ มื่ ค่�าเป'นบวกเสิมื่อ
So = O
จาก dS =Dqrev TdS dS S S
DqTT
ST
ST Trev
T
S0
ST
( )
( )
00
0
SDqT
dHT n
CTdTT
revT T
PT
0 0 0
SolidO K T
HmeltliquidTf
(freezing point) หร�อ Tm
(melting point)
Hvapgas
Tb(boiling point)
S SC solid
T dTHT
C liquidT dT
HT
C gasT dTT
PTf f
fP
Tf
Tb vap
bP
Tb
T 0
0
( ) ( ) ( ) 0
SSTT= Third Law Entropy= Third Law Entropy ไมื่�ใชั� SSS00absolute entropy ท �สิภาวะมื่าตัรฐาน
การหาการหา ค่�า ค่�า SSสิามื่ารถ่ค่)านวณได$โดย่ตัรงจากสิมื่การ
S S SP PP
R RR
0 0
จากสิมื่การ a A + b B ฎ c C + d D
S o = c (So 298, C ) + d (So
298, D ) - a (So
298, A - ) b (So 298, B )
การหาค่�าSo
หาได$จากค่�า So298
So 298
= เอนโทรป8 สิ�มื่บ%รณ1ของสิารท � 298
K
Thermochemical Data
All data refer to 298.15 K and 1 bar pressure. Units of H o
and G o are kJ mol-1; Units of S o and Cp
are J K -1 mol-1.
Compound H o
G o So CpC(graphite) 0 0 5.7 8.5C(diamond) 1.9 2.9 2.4 6.1
CO (g) - - 1105 1372. . 1977. 291.CO2 (g) -393.5 -394.4 213.7 37.1CH4 (g) -74.8 -50.7 186.3 35.3
Compound H o
G o So CpBr 2 (l) 0 0 1522. 757.Br2 (g) 30.9 3.1 245.5 36.0H2O (l) -285.8 -237.1 69.9 75.3H2O (g) -241.8 -228.6 188.3 33.6
H2
O (s) ?? ?? ?? ??
Ex สิ)าหร�บปฏิ�ก�ร�ย่าการสิ�งเค่ราะห1แสิง6CO2(g)+6H2O (l)C6H12O6(s)+6O2(g)298 K
เป'นปฏิ�ก�ร�ย่าท �เก�ดข,5นได$เองหร�อไมื่� ท �สิภาวะมื่าตัรฐาน
ให$ Hof(C6H12O6 , s) - = 1273 kJ mol-1
(ด%ค่�าเอนโทรป8จากตัาราง)
Hosys = Ho
f(C6H12O6 ,s) (O2, g) + 6 Ho f
- 6 Hof(CO2, g) - 6 Ho
f(H2O, l)
= (-1273) + 6(O) - 6(-393) - 6 (-285)
= 2795 kJ;
ว�ธิ ท)า
HoSurr - = 2 7 9 5 kJ
Sosys = So
(C6H12O6 ,S) - 6So(O2, g)+ 6So
(CO2, g)- 6So(H2O, l)
= 212 + 6(205) - 6(+214) - 6(70)= - 262 JK-1
Sosurr = Hsurr -= 2795x103 - = 9379 J K-1
298T
Sotot = So + So
surr = - - - 262 9379 9674( ) + ( ) = JK-1
Sotot < Oปฏิ�ก�ร�ย่าเก�ดข,5นเองไมื่�ได$ท �สิภาวะมื่าตัรฐาน