Thermodynamica

1 / 18

Slide 1: Diapositive

Natuur, Leven en TechnologieMiddelbare schoolvwoLeerjaar 6

Cette leçon contient 18 diapositives, avec diapositives de texte.

La durée de la leçon est: 50 min

Éléments de cette leçon

Thermodynamica

Slide 1 - Diapositive

Eerste hoofdwet

De wet van behoud van energie

- Er kan geen energie verdwijnen of toegevoegd worden in een gesloten systeem

Warmte is gelijk aan de som van de verandering in inwendige energie en de uitwendige arbeid.

Q \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} W^{​ u ​ ​}

Slide 2 - Diapositive

Eerste hoofdwet

Invullen geeft

W \frac{​ ​ ​}{​ ​} = p \frac{​ ​ ​}{​ ​} \cdot \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ V

Q \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} W^{​ u ​ ​}

Q \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} p \frac{​ ​ ​}{​ ​} \cdot \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ V

Slide 3 - Diapositive

Eerste hoofdwet

Enthalpie

De inwendige energie plus de ingenomen ruimte

Bij constante druk geldt dan (SK en BIO processen):

H \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} p \frac{​ ​ ​}{​ ​} \cdot \frac{​ ​ ​}{​ ​} V

H \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} p \frac{​ ​ ​}{​ ​} \cdot \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ V

Slide 4 - Diapositive

Eerste hoofdwet

We hadden:

En:

Dus we kunnen de enthalpie verandering meten door de warmte te meten.

Q \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} p \frac{​ ​ ​}{​ ​} \cdot \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ V

H \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ E^{​ i n w ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} p \frac{​ ​ ​}{​ ​} \cdot \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ V

Q \frac{​ ​ ​}{​ ​} = Δ H

Slide 5 - Diapositive

Tweede hoofdwet

Een systeem streeft naar verlaging van de enthalpie

De entropie van een systeem neemt toe.

Entropie is de maat van het aantal realiseringsmogelijkheden van een systeem.

Δ H < 0

Slide 6 - Diapositive

Tweede hoofdwet

Een systeem streeft naar verlaging van de enthalpie

De entropie van een systeem neemt toe.

Voorbeeld verwaring van een stof:

Temperatuur omhoog --> Deeltjes bewegen meer

--> Meer realiseringsmogelijkheden --> Entropie neemt toe.

Δ H < 0

Slide 7 - Diapositive

Tweede hoofdwet

Een systeem streeft naar verlaging van de enthalpie

De entropie van een systeem neemt toe.

Voorbeeld faseverandering:

Vaste stof -> Deeltjes vaste plaats -> Weinig realiseringsmogelijkheden

Vloeistof -> Deeltjes geen vaste plaats -> Veel realiseringsmogelijkheden

Dus entropie neemt toe bij het smelten van een stof

Δ H < 0

Slide 8 - Diapositive

Hoogste entropie?

Slide 9 - Diapositive

Entropie

Een systeem streeft naar verhoging van de entropie

Spontante processen (bijvoorbeeld exotherm)

Δ S > 0

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ S^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} > 0

Slide 10 - Diapositive

Meten van Entropie

Warmte veranderingen zijn een maat voor de entropie

Stroomt er warmte uit het systeem (exotherm) dan neemt de warmte in de omgeving toe en neemt de entropie van de omgeving toe.

Stroomt er warmte naar het systeem (endotherm) dan neemt de warmte in de omgeving af en neemt de entropie van de omgeving af.

En warmte kunnen we meten!

Slide 11 - Diapositive

Meten van Entropie

Dus de entropie van de omgeving is:

De warmte die naar de omgeving is toegegaan is van het systeem af gegaan

Δ S^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ Q ^{​ o m g e v i n g ​ ​} ​ ​}{​ T ​}

Q^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} - Q^{​ s y s t e e m ​ ​}

Slide 12 - Diapositive

Meten van Entropie

De warmte die naar de omgeving is toegegaan is van het systeem af gegaan

Met de eerste hoofdwet:

geeft

Q^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ ​ ​}{​ ​} - Q^{​ s y s t e e m ​ ​}

Q^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = Δ H^{​ s y s t e e m ​ ​}

Q^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = - Δ H^{​ s y s t e e m ​ ​}

Slide 13 - Diapositive

Meten van Entropie

Met de formule voor exotherm proces:

Wordt dit voor een endotherm proces:

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ S^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} > 0

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ S^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} < 0

Slide 14 - Diapositive

Meten van Entropie

Invullen

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} Δ S^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} < 0

Δ S^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = \frac{​ Q ^{​ o m g e v i n g ​ ​} ​ ​}{​ T ​}

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} \frac{​ Q ^{​ o m g e v i n g ​ ​} ​ ​}{​ T ​} < 0

Slide 15 - Diapositive

Meten van Entropie

Invullen

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} - \frac{​ ​ ​}{​ ​} \frac{​ Δ H ^{​ s y s t e e m ​ ​} ​ ​}{​ T ​} < 0

Q^{​ o m g e v i n g ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} = - Δ H^{​ s y s t e e m ​ ​}

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} + \frac{​ ​ ​}{​ ​} \frac{​ Q ^{​ o m g e v i n g ​ ​} ​ ​}{​ T ​} < 0

Slide 16 - Diapositive

Meten van Entropie

Je kan dus zonder gegevens van de omgeving iets zeggen over de entropie en enthalpie van het systeem.

Δ S^{​ s y s t e e m ​ ​} \frac{​ ​ ​}{​ ​} - \frac{​ ​ ​}{​ ​} \frac{​ Δ H ^{​ s y s t e e m ​ ​} ​ ​}{​ T ​} < 0

Slide 17 - Diapositive

Voorbeelden

Verbranding aardgas:

- Enthalpie neemt af (exotherm, dus inwendige energie neemt af)

- Entropie neemt toe (veel energie in de omgeving)

Slide 18 - Diapositive

Thermodynamica

Éléments de cette leçon

Slide 1 - Diapositive

Slide 2 - Diapositive

Slide 3 - Diapositive

Slide 4 - Diapositive

Slide 5 - Diapositive

Slide 6 - Diapositive

Slide 7 - Diapositive

Slide 8 - Diapositive

Slide 9 - Diapositive

Slide 10 - Diapositive

Slide 11 - Diapositive

Slide 12 - Diapositive

Slide 13 - Diapositive

Slide 14 - Diapositive

Slide 15 - Diapositive

Slide 16 - Diapositive

Slide 17 - Diapositive

Slide 18 - Diapositive

Plus de leçons comme celle-ci

Les 6 Thermodynamica H15.7-9

Les 6 Thermodynamica H15.7-9

Les 2 Thermodynamica H15.1

Les 5 Thermodynamica H15.3-6

Les 5 Thermodynamica H15.3-6

Les 3 Thermodynamica H15.2

3.5 Soorten reacties

Exploring Energy Transfers: Exothermic and Endothermic Reactions