Kuliah12
Teks Hlm 228-230
PERUBAHAN HABA
HT1: ΔE = w + q
Apabila perubahan dilakukan pada isipadu tetap, maka, ΔV = 0
dengan demikian w = 0, dan ΔE = q
(Eksperimen kalorimeter bom adalah satu contoh perubahan yang berlaku pada isipadu tetap).
Fungsi qv adalah bersifat keadaan, iaitu, ΔE = (qv)2 - (qv)1
PERUBAHAN HABA BUKAN BERSIFAT KEADAAN, KECUALI PERUBAHAN HABA YANG BERLAKU DALAM KEADAAN ISIPADU TETAP.
Di bawah tekanan tetap, perubahan berlaku dengan diiringi oleh perubahan isipadu.
Jika perubahan isipadu adalah +ve, maka pengembangan berlaku.
Contoh perubahan yang mengalami pengembangan ialah:
2C2H6(g) + 7O2(g) ----> 4CO2(g) + 6H2O(g)
[Dalam perubahan ini, bilangan mol hasil tindak balas lebih besar daripada bil mol bahan tindak balas - daripada 2+7 = 9 mol kepada 4+6 = 10 mol - penambahan bil zarah di dalam sistem menyebabkan berlakunya pengembangan].
Jika perubahan isipadu adalah -ve, maka pengecutan berlaku.
Contoh perubahan yang mengalami pengecutan ialah:
2CO(g) + O2(g) ----> 2CO2(g)
[Dalam perubahan ini, bilangan mol hasil tindak balas lebih kecil daripada bil mol bahan tindak balas - daripada 2+1 = 3 mol kepada 2 mol - pengurangan bil zarah di dalam sistem menyebabkan berlakunya pengecutan].
Dalam HT1: ΔE = w + q
Pada tekanan tetap, ΔE = w + q
w = PLΔV dengan demikian, ΔE = PLΔV + qp
Penyusunan semula: qp = ΔE - PLΔV
Oleh sebab E, P dan V adalah bersifat keadaan, maka qp juga bersifat keadaan.
PERUBAHAN HABA BUKAN BERSIFAT KEADAAN, KECUALI PERUBAHAN HABA YANG BERLAKU DALAM KEADAAN ISIPADU TETAP, ATAU PADA TEKANAN TETAP.
Oleh sebab hasil tambah q+w selalu bersifat keadaan, tak kira sama ada q dan w masing-masing bersifat keadaan atau tidak, maka dalam keadaan q yang bersifat keadaan itu, tentulah w juga bersifat keadaan.
KERJA BUKAN BERSIFAT KEADAAN, KECUALI KERJA YANG BERLAKU DALAM KEADAAN PADA TEKANAN TETAP.
Dalam qp
= ΔE - PLΔVPerhatikan bahawa PL (selalu positif) adalah tekanan luar (tekanan persekitaran), bukan tekanan sistem.
Sebutan PL
ΔV adalah kerja yang terlibat dalam sesuatu perubahan.BAGI SISTEM yang MELAKUKAN kerja, sebutan ini bermagnitud negatif (-ve).
Dengan mengambil kira "perjanjian" ini, maka kita boleh tuliskan: qp
= ΔE + PLΔVMaknanya: qp (perubahan haba yang berlaku pada tekanan tetap) BAGI SISTEM timbul daripada perubahan tenaga dalam dan perlakuan kerja (melawan tekanan luar PL).
Magnitud PL tidak mudah diketahui. Tetapi, jika sistem adalah sistem tertutup yang terdedah kepada tekanan tetap, tekanan atmosfera, maka nilainya diketahui.
Dalam "keadaan yang terkawal", kita boleh menjadikan tekanan sistem, P, bersamaan dengan tekanan luar, PL, sehingga persamaan boleh dituliskan sebagai,
qp
= ΔE + PΔVDitakrifkan, ENTALPI,
ΔH = ΔE + PΔV = q
pContoh
Tindak balas yang berlaku dalam perubahan di atas adalah:
2Na(p) + 2H2O(c) -----> 2NaOH(ak) + H2
(g), ΔH = -367 kJDengan anggapan H2(g) adalah unggul, maka 1 mol H2(g) pada suhu 25°C adalah 24.5 L.
Jadi dalam perubahan ini ΔV = 24.5 L di bawah tekanan (luar) malar 1 atm (101 kPa).
Kuantiti
PL
ΔV = (101 kPa) Χ (24.5 L) = (101 Χ 103 Pa) × (24.5 × 10-3 m3) = 2.475 kJDaripada persamaan
qp = ΔE + PLΔV
ΔE = qp - PLΔV = -367.5 - 2.475 kJ = -370 kJ
Perubahan tenaga dalam ΔE yang lebih negatif berbanding dengan entalpi ΔH adalah kerana sebahagian daripada tenaga dalam ini digunakan untuk melakukan kerja (pengembangan).
EXAMPLE 6.9 (Hlm 230)
Hit
ung perubahan tenaga dalam ΔEo apabila 2 mol CO(g) berubah kepada 2 mol CO2(g) pada tekanan 1 atm dan 25°C.2CO(g) + O2(g) -----> 2CO2(g), ΔHo = -566 kJ
[Menggunakan perubahan bilangan mol - Anggapan keadaan unggul]
Dalam hal ini entalpi lebih negatif daripada tenaga dalam, ertinya haba dibebaskan (pada tekanan tetap) akibat kerja yang dilakukan ke atas sistem.
PRACTICE EXERCISE Hlm 230
Hitung ΔE
o untuk pembentukan CO(g) (pada 25°C dan tekanan 1 atm), daripada entalpi tindak balas berikut:C(grafit) + ½O2(g) ----> CO(g), ΔHo = -110.5 kJ
________________________________________________
Tutoran
Buat Latihan 6.63, 6.64, 6.67, 6.68, 6.75
___________________________________________________