Inleiding in de chemische technologieën bestaat uit 5 onderdelen, waaronder thermodynamica 2. De gehele theorie is uitgeschreven vanuit de papieren cursus van Thomas More. Kan gebruikt worden voor afstudeerrichting chemie en proceschemie.
Eerste hoofdwet van de thermodynamica:
- ∆𝑈 = 𝑄 + 𝑊 = 𝑄 − 𝑝 * ∆𝑉
→ met 𝑊 = − 𝑝 * ∆𝑉
Arbeid kan geschreven worden op verschillende manieren:
- 𝑊 = 𝑓 * ∆𝑙
- 𝑊 = 𝑚 * 𝑔 * ∆ℎ
Interne energie U:
- is een toestandsfunctie
- verzameling van verschillende energievormen:
→ kinetische energie: vibraties, translatie, rotaties
→ potentiële energie: chemische bindingsenergie
- is NIET rechtstreeks meetbaar
Warmte en arbeid:
- geen toestandsfunctie, ze beschrijven de overdracht van energie van en naar een
systeem
- uitgewisselde warmte is wel meetbaar bij een toestandsverandering:
→ 𝑄 = ∆𝑈 + 𝑊
Def. enthalpie (H) = de warmte toestand van een systeem.
Doordat tijdens de reactie er gas gevormd wordt stijgt de druk en/of het volume:
- uitgewisselde warmte: 𝑄 = ∆𝑈 + ∆(𝑝 * 𝑉)
- bij constante druk: 𝑄 = (𝑈 + 𝑝 * 𝑉 ) − (𝑈 + 𝑝 * 𝑉 )
2 2 1 1
- toestanden U2 + PV2 en U1 + PV1 worden gedefinieerd als de enthalpie van het
systeem:
→𝐻 = 𝑈 * 𝑝 * 𝑉
De uitgewisselde warmte bij constante druk is gelijk aan het enthalpieverschil tussen
toestand A en B:
- 𝑄𝑝 = ∆𝐻
-
1
, Bij een bomcalorimeter is het volume constant:
- het meet de verbrandingswarmte
- 𝑄 = ∆𝑈 − 𝑝 * ∆𝑉 ⇒ 𝑄𝑣 = ∆𝑈 = ∆𝐻
→ uitgewisselde warmte 𝑄 = 𝐶 * ∆𝑇, is gelijk aan de verandering van de interne
𝑣 𝑐𝑎𝑙
energie (∆U) en gelijk aan het enthalpieverschil (∆H)
- een vlam calorimeter:
→ meet reactiewarmte bij chemische reacties
- een differentiële scan calorimeter:
→ meet warmtecapaciteit en warmte overdracht bij toestandsveranderingen
→ temperatuur wordt gelijkmatig verhoogd / verlaagd
Warmtecapaciteit:
- = de hoeveelheid interne energie die wordt toegevoegd / afgevoerd aan het systeem
bij temperatuursverhoging / verlaging
𝑄𝑣
- 𝐶𝑣 = ∆𝑇
𝑄𝑝 𝑝*𝑉
- 𝐶𝑝 = ∆𝑇
= 𝐶𝑣 + ∆(𝑛 * 𝑅) = 𝐶𝑣 + ∆( 𝑇
)
→ bij gasvorming verschillen deze waardes enorm, bij vaste stoffen en vloeistoffen
zijn ze ongeveer gelijk
Warmtecapaciteit is afhankelijk van de massa:
1) specifieke warmtecapaciteit:
- 𝑄𝑝 = 𝑚 * 𝑐𝑠 * ∆𝑇
𝑐 𝐽
- cs staat in 𝑚 𝑜𝑓 𝑘*𝑚𝑜𝑙
2) molaire warmtecapaciteit:
- 𝑄𝑝 = 𝑛 * 𝑐𝑚 * ∆𝑇
𝑐 𝐽
- cm staat in 𝑛 𝑜𝑓 𝑘*𝑔
Warmtecapaciteit is afhankelijk van de temperatuur:
−2
- wordt beschreven als een polynoom: 𝑐 = 𝑎 + 𝑏𝑇 + 𝑐𝑇
𝑠
−2
- om de warmte te berekenen: 𝑄 = 𝑛 * 𝑐 * ∆𝑇 = 𝑛 * (𝑎 + 𝑏𝑇 + 𝑐𝑇 ) * ∆𝑇
𝑝 𝑚
→ deze moet geïntegreerd worden:
𝑏 2 2 1 1
𝑄𝑝 = 𝑛 * (𝑎 * (𝑇2 − 𝑇1) + 2
* (𝑇2 − 𝑇1) − 𝑐 * ( 𝑇 − 𝑇1
))
2
θ
Enthalpie verandering (∆𝐻 ):
- = de standaardtoestand van een stof bij een gegeven temperatuur is zijn zuivere
vorm bij 1 bar
- vb. C is zuiver grafiet, CO2 is zuiver koolzuurgas, Hg is zuiver vloeibaar kwik,...
2
Voordelen van het kopen van samenvattingen bij Stuvia op een rij:
√ Verzekerd van kwaliteit door reviews
Stuvia-klanten hebben meer dan 700.000 samenvattingen beoordeeld. Zo weet je zeker dat je de beste documenten koopt!
Snel en makkelijk kopen
Je betaalt supersnel en eenmalig met iDeal, Bancontact of creditcard voor de samenvatting. Zonder lidmaatschap.
Focus op de essentie
Samenvattingen worden geschreven voor en door anderen. Daarom zijn de samenvattingen altijd betrouwbaar en actueel. Zo kom je snel tot de kern!
Veelgestelde vragen
Wat krijg ik als ik dit document koop?
Je krijgt een PDF, die direct beschikbaar is na je aankoop. Het gekochte document is altijd, overal en oneindig toegankelijk via je profiel.
Tevredenheidsgarantie: hoe werkt dat?
Onze tevredenheidsgarantie zorgt ervoor dat je altijd een studiedocument vindt dat goed bij je past. Je vult een formulier in en onze klantenservice regelt de rest.
Van wie koop ik deze samenvatting?
Stuvia is een marktplaats, je koop dit document dus niet van ons, maar van verkoper laurabrouwers. Stuvia faciliteert de betaling aan de verkoper.
Zit ik meteen vast aan een abonnement?
Nee, je koopt alleen deze samenvatting voor €8,93. Je zit daarna nergens aan vast.
