Mavzu bo'yicha nazorat savollari
Download 35.32 Kb.
|
2 дарс..
- Bu sahifa navigatsiya:
- Mavzu:Termodinamikaning asosiy tushunchalari. Kimyoviy potensial. Entropiya. Termodinamik potentsiallar .
- W= Q ishchi jism issiqlik manbai
- Qaytar jarayonlar uchun sistema entropiyasi doimiy, qaytmas jarayonlar uchun esa ortadi. Sistema entropiyasining kamayishi mumkin emas.
- Entropiya va ehtimollik.
|
Mavzu bo'yicha nazorat savollari: 1.Termodinamikaning II qonuni 2.Foydali ish koeffitsienti.(FIK). 3.Izolirlangan sistema nima ? 4.Absolyut harorat va temperature qanchaga teng ? 5. G nima? 6. Sistema deganda nimani tushunasiz ? 7. Entropiya va ehtimollik deganda nimani tushunasiz ? Uslubiy tavsiya O'quv mashg'ulot rejasi: Klaster texnologiyasi yordamida talabalarning mavzuni o'zlashtirish darajasini aniqlash. Erish jarayoni mexanizmi to'g'risida tushuncha berish. Erish issiqligini tajribada aniqlashni nazorat qilish. Olingan natijalar bo'yicha talabalardan hisobot qabul qilish. Laboratoriya mashg' ulotiga yakun yasab talabalarni baholash. O'quv mashg'ulotning maqsadi: Erish issiqligini o'lchashni o'rgatish Ta'lim vositalari: Tarqatma material, kalorimetr, NH4Cl tuzi, o'lchov silindri, termometr, tozalangan suv. Ish tartibi: Yaxshilab maydalangan 1g NH4Q tuzi tortib olinadi. Kalorimetrga 30 ml tozalangan suv quyiladi. Kalorimetr qopqog'i yopilib, termometr va aralashtirgich o'rnatiladi. Kalorimetr va tashqi muhit orasida issiqlik almashinuvi sodir bo'lishi uchun 10-15 minut kutib turiladi. So'ngra 5 minut davomida (har lminutda) sistemaning harorati o'zgarishini kuzatib borib natijalari 1-jadvalga yozib qo'yiladi. Shundan keyin tuz solinadi va har 15 sekundda haroratning o'zgarishi 2-jadvalga qayd etib boriladi. 1- jadval Tuz erishidan oldin
2 -jadval Tuz eritilgandan keyin
Haroratning o'zgarishi (*t) ni topishda grafik usulidan foydalaniladi. Buning uchun jadvaldagi natijalar asosida grafik chiziladi. Abstsissa o'qiga vaqt, ordinata o'qiga harorat qo'yiladi. At = t2 - ti. ti -tuz erishidan oldingi harorat. t2 - tuz to'la erib bo'lgandagi harorat. Haroratning eng pasayadigan nuqtasi t2 grafikdagi 2- va 3-chiziqlarni davom ettirib kesishish nuqtasidan ordinata o'qiga perpendikulyar tushirish orqali topiladi. n = m/M m- tuzning massasi, g; М -tuzning molyar massasi. Yuqorida aniqlangan kalorimetr doimiysidan foydalanib AH erish hisoblanadi. К * At
^H = n
2.4-rasm. t2 ni grafikdan topgandan so'ng Ш erish hisoblanadi (2.4-rasm). Bumerang (aks-sado) treningi 1 - guruh
Termodinamika nimani o'rganadi? Sistema, tashqi muxit, izolyatsiyalangan sistema, ochiq yopiq sistema tushunchalari. Ekstensiv va intensiv parametrlar. 2 - guruh Termodinamik jarayon turlari. Ichki energiya, entalpiya. Termodinamika I qonuni ta'rifi. Uning matematik ifodasi 3 - guruh Termokimyoviy tenglama kimyoviy tenglamadan qanday farq qiladi? Reaktsiyaning issiqlik effekti bilan uning entalpiyasi orasida qanday bog'lanish bor? Gess qonunini ta'riflang va tushuntiring. 4 - guruh Reaktsiyalarning issiqlik effektlari qanday aniqlanadi? Misollar bilan tushuntiring. Gess qonuni xulosalari? Gess qonunining ahamiyati? 5 – guruh
1. Jarayonning issiqlik effekti va unga ta'sir qiluvchi omillar. 2. Issiqlik effektining turlari va ta'sir qiluvchi omillarni aytib bering? 3. Erish issiqligiga ta'rif bering va u qanday aniqlanadi? “Klaster”
Keys-stadi - ta'lim, axborotlar, kommunikatsiya va boshqaruvning qo’yilgan ta'lim maqsadini amalga oshirish va keysda bayon qilingan amaliy muammoli vaziyatni hal qilish jarayonida prognoz qilinadigan o’quv natijalariga kafolatli etishishni vositali tarzda ta'minlaydigan bir tartibga keltirilgan optimal usullari va vositalari majmuidan iborat bo’lgan ta'lim texnologiyasidir. Keysning pedagogik pasporti 1) Pedagogik annotatsiya 2) Keys 3) Talabaga uslubiy ko’rsatmalar Oqituvchi keysalogning keysni hal etish varianti Pedagogik annotasiya Berilgan keysning maqsadi: Talabalarning “Fizik kolloid kimyo predmeti, uning farmatsiyadagi o'rni. Termodinamikaning 1- qonuni. Termokimyo. Gess qonuni. Termodinamikaning II qonuni. Entropiya. Termodinamik potentsiallar” mavzusi bo’icha bilim va ko’nikmalarini rivojlantirish, o’tilgan mavzularga oid bilimlarini tekshirib ko’rishdan iborat. Kutilayotgan natijalar: -Organilayotgan mavzu bo’yicha nazariy bilim va ko’nikmalari oshadi; - Termodinamika. Termokimyo mavzusi bo’yicha asosiy tushunchalarga ega bo’ladilar; - Talabalar faoliyatini mavzuni mustaqil va ijodiy o’zlashtirishga yo’llash, bilish faoliyatini bosqichma-bosqich tashkil etish; - Asosiy g’oyani ajratish, mantiqiy fikr yuritish, fikrni bayon etish va asoslash ko’nikmalari, nutq va muloqotga kirishishga erishish; - Talabalarning kimyo (Termodinamika. Termokimyo) bilimlarini o’zlashtirish samaradorligini orttirish. Keysni muvaffaqiyatli bajarish uchun talaba quyidagi bilimlarga ega bo’lishi lozim:
Fizik kolloid kimyo predmeti, uning farmatsiyadagi o'rni. Termodinamikaning 1- qonuni. Termokimyo. Gess qonuni. Termodinamikaning II qonuni. Entropiya. Termodinamik potentsiallar haqida tasavvurga ega; Namoyish eksperimentidan foydalanish malaka va ko’ikmalari shaklangan; Namoyish eksperimenti orqali ochiladigan fundamental asosiy tushunchalar shakllangan. Keysda ishlatilayotgan ma’lumotlar manbai: P.W. Atkins Physical chemistry . 1986. D. H. Everett, F.R.S. Colloid science. Department of Physical Chemistry University of Bristol. ISBN 0-85186-443-0 © The Royal Society of Chemistry Aminov S.N., Raxmatullaeva M.M. Fizik va kolloid kimyo -Ma'ruzalar matni multimediyasi. Toshkent, -2016 g. Kamoliddinov M., Vaxobjonov B., Innovatson pedagogik texnologiyalari asoslari, Toshkent. 2010. Кейс 1. Keys-stadidagi asosiy muammo: Kimyoviy reaktsiya issiqligi nima?
Muammoni tahlil qilish va echish jadvali
Keysda ishlatilayotgan ma’lumotlar 1. Reaktsiyaning issiqlik effekti bilan uning entalpiyasi orasida qanday bog'lanish bor? 2. Gess qonunini ta'riflang va tushuntiring. 3. Berilgan bosim o'zgarmas bo'lgandagi reaktsiyaning issiqlik effekti nimaga
4. Moddalarning hosil bo'lish (h.b.) issiqliklari aniq bo'lsa, organik birikmaning yonish issiqligini qandai topiladi. Amaliy mashg`ulot
Reja Jarayonlarning yo'nalishi Termodinamikaning II qonuni. Entropiya. Termodinamik potentsiallar Ma'ruzaning maqsadi: Talabalarni tabiatda termodinamikaning ikkinchi qonuni orqali o’z-o’zidan sodir bo’ladigan jarayonlarni, kimyoviy reaktsiyalarning yo’nalishini bashorat qilish, sharoitga qarab kimyoviy reaktsiyalarning borishini oldindan aytabilish nazariyasini berish va quyidagi mavzularni ko’rib chiqish: termodinamikaning ll qonuni, entropiya, entropiyaning haroratga bog’liqligi, termodinamikaning lll qonuni, termodinamik potentsiallar. Tayanch iboralar: Karno tsikli, foydali ish koeffitsiynti, termodinamik potentsiallar, entropiya, jarayon. Energiyalar almashinuvini qat’iy ekvivalent tarzda bo’lishini ta’kidlab, tabiatdagi o’z-o’zidan sodir bo’ladigan jarayonlarning yo’nalishi xaqida xech qanday ma’lumot bermaydi. Termodinamikaning I qonuni orqali izolyatsiyalangan sistemalarda qandaydir jarayon sodir bo’ladimi, yo’qmi? Bilish qiyin. Bunday sistemada termodinamikaning I qonuni bo’yicha sistemaning energiyasi doimiy bo’lsa bas. Termodinamikaning II qonuni esa, aksincha o’z-o’zidan sodir bo’ladigan jarayonlarning yo’nalishi haqida ma’lumot beradi. Termodinamikaning II qonunini S. Karno ochgan. U issiqlikni ishga aylanish (1824 y.) sharoitini o’rganib, issiqlik mashinalarida issiqlik manbaidan olingan issiqlikning xammasi butkul ishga o’ta olmasligini, uning bir qismi sovutgichga o’tishi shartligini isbotladi. Agar issiqlik manbaidan olingan issiqlik Q1 deb, sovutgichga berilgan issiqlik esa Q2 deb belgilansa, ular orasidagi farq (Q1-Q2). Ishga (W) aylangan issiqlik miqdorini ko’rsatadi.
Foydali ish koeffitsienti ( n) ushbu tenglama orqali ifodalanadi: n = =
Issiqlik mashinasining foydali ish koeffitsienti () ishchi jism tabiatiga bog‘liq bo‘lmay, faqat haroratlar farqi bilan ifodalanadi (Karno-Klauzius teoremasi). Bu teorema termodinamikaning ll qonuni bilan bog‘lanadi va ushbu tenglama bilan ifodalanadi: T1 - T2 n = —----- 2 Ti
2 1 T
W= Q ishchi jism issiqlik manbai Bunday mashinani bo’lishi mumkin emas. SHunday qilib, energiyaning istagan shakli butkul issiqlikka aylanishi mumkin, issiqlik energiyasi esa boshqa tur energiyasiga to’liq o’ta olmaydi, qisman o’tadi xolos. S. Karno termodinamikaning ll qonunini shunday ta’riflaydi: Berilgan tsiklning foydali ish koeffitsienti - mashina tomonidan bajarilgan ishning, issiqroq issiqlik manbaidan olingan issiqlikga bo’lgan nisbatiga teng:
Shunday ekan ц (F.I.K.) xar doim birdan kichik: n > 1: n = 1 -— < 1. Binobarin, tsikl Qi ro’y berganda issiqlikning ma’lum qismigina ish bajarish uchun sarflanadi. Agar T1 – T2/T1
absolyut harorat bilan ifodalasak n = T1-T2 /T1 Masalan, agar issiqlik manbai 400 K haroratga ega bo’lsa, sovutgich harorati esa 300 K bo’lsa, ideal xolda F.I.K. fik =0,25 bo’ladi. Boshqacha aytganda bug’dagi issiqlikning faqat 1/4 qismigina ishga aylandi, qolgan 3/4 qismi esa ishga sarflanmaydi. Agar sovutgich bo’lmasa, Karno bo’yicha F.I.K. nulga teng bo’ladi. Bug’da energiya ko’p, lekin uning xech bir qismi ishga aylana ol maydi, agar haroratlar farqi bo’lmasa. YAna shuni ta’kidlash lozimki, ishga aylanayotgan energiya miqdori xar doim kamayib boradi. Bu o’z navbatida issiqlik manbai va sovutgich orasidagi haroratlar farqiga bog’liq. Aksincha, energiyaning ishga aylanaolmaydigan, ya’ni bog’langan qismi xar doim ortib boradi. Zero istalgan o’z-o’zidan sodir bo’ladigan jarayonda erisha olmaydigan (ishga aylanaolmaydigan) energiya miqdori vaqt mobaynida ortib boradi. Nemets olimi R. Klauzius bunday ishga aylanaolmaydigan energiyaning hisobga olish uchun 1865 yilda entropiya degan iborani kiritdi. Entropiya - (grekcha o’zgarish degan ma’noni anglatadi) issiqlik o’zgarishini haroratga bo’lgan nisbatini ifodalaydi. Entropiya holat funktsiyasidir. U «S» xarfi bilan ifodalanadi; dS uning to’liq differentsialidir. Qaytar cheksiz kichik o’zgarishlar vaqtida T - haroratda tashqi muxit bilan issiqlik energiyasi almashadigan sistemada entropiya ushbu tenglama bo’yicha o’zgaradi: ds = ^Q T Entropiya o’zgarishi manfiy bo’lgan izolirlangan sistemalar uchun jarayon bo’lishi mumkin emas. Binobarin, izolirlangan sistema uchun termodinamikaning ll qonuni quyidagicha ta’riflanadi:
Boshqacha qilib aytganda: Izolirlangan sistemalarda faqat entropiyasi ortadigan sistemalardagi jarayonlargina o’z-o’zidan sodir bo’ladi; O’z-o’zidan sodir bo’ladigan jarayon entropiyasi maksimal qiymatga etguncha davom etadi. Umumilashtirib, termodinamikaning l va ll qonuni uchun shunday ta’rif berish mumkin: Istagan izolirlangan sistemada to’liq energiya doimiy bo’lib, to’liq entropiya vaqt o’tishi bilan ortib boradi. YAna shuni aytish mumkinki entropiya jarayoni qaytmaslik mezonidir. Entropiya energiyani shunday shaklga o’tishi mezoniki, undan sistema o’z-o’zidan yana boshqa shaklga o’ta olmaydi. Entropiya va ehtimollik. Issiq pechka olov yoqilmasa, o’z-o’zidan sovub xona xaroratiga o’tadi. YAna buni extimoligi ko’p. Binobarin sistema xar doim extimolligi kam holatdan ko’p holatga o’tadi. YA’ni pechkaning sovush extimolligi shubxasiz yoki gazning kichik xajmdan katta xajmga o’tishi extimolligi yuqori. Entropiya extimollikning qandaydir jixatdan funktsiyasi deyish mumkin: S=f(W) Boltsman entropiyani extimollik bilan bog’lovchi formula yaratdi: S= Ё InW K - proportsionallik koeffitsienti, InW - ehtimollik logarifmi. Bu formuladan ehtimollik ortishi bilan entropiya ortishini kuzatish mumkin. Lekin entropiya ehtimollikka nisbatan sekinroq ortadi. Masalan, ehtimollik 100 bo’lsa ln100=2 bo’gani uchun entropiya 2 atrofida bo’ladi. Boltsman bo’yicha sistema har doim ehtimolligi kam holatdan extimolligi ko’p holatga o’tadi. Ehtimolligi ko’p holat- bu eng barqaror holatdir. Sistema shu vaqtda barqaror bo’ladiki, qachonki u eng kichik (minimum) erkin energiyaga va eng katta (maksimum) entropiyaga ega bo’lsin. Entropiya va tartibsizlik. Entropiya bu tartibsizlik bilan bog’liq faktordir. Sistemaning tartibsizligi qancha yuqori bo’lsa entropiya xam katta bo’ladi. Istagan yopiq yoki izolirlangan sistemada entropiya o’zgarishini ushbu tenglama bilan ifodalash mumkin: tartibsizlik 2 holat AS = K ln------ ;——---------- tartibsizlik 1 holat
Masalan, izolirlangan sistemalardagi gazni ko’rsak,
tartibsizlik1 holat ‹ tartibsizlik 2 holat
Sistema izolirlangan, shu sababli na modda na energiya almashinuvi ro’y bermaydi. Xar ikkala holatda xam bir xil. Agar 1 holatdagi to’siqni sindirsak, gaz 2 holatga o’tadi. Faqat tartibsizlik ortishi hisobiga entropiya ortadi. Zero sistema modda va energiya almashinuvi yo’q. YA’ni к in1 = к in2, shunday qilib, sistema tartibliroq holatdan tartibsiz holatga o’tdi. Entropiya ortdi. YAna bir misol:
tartibsizlik yuqori. Muz erisa tartibsizlik ortadi, entropiya ortadi; suv bug’latilsa, tartibsizlik ortadi, entropiya ortadi. Tartibsizlikni oshiradigan barcha o’zgarishlarda entropiya ortadi. Bularga qaynatish, suyuqlantirish, eritish kabi jarayonlarni aytish mumkin. Xajm ortishi bilan bo’ladigan jarayonlarda xam entropiya ortadi. Tartibli holatga olib keladigan barcha o’zgarishlarda entropiyaning pasayishi kuzatiladi. Tarkibi va tuzilishi bo’yicha bir xil qiymatga ega bo’lgan moddalarning entropiyasi bir-biriga yaqin bo’ladi. Isitilganda xar doim entropiya ortadi. Agar ichki energiya: U = F + ts ekanligini inobatga olsak; ya’ni F - erkin energiya, o’zgartiraoladigan, ish bajara oladigan energiya. ts - esa bog’langan, foydali ishga aylanmaydigan energiya, ya’ni ichki energiyaning foydasiz energiyasi. Uni G = ts deb xam ifodalash mumkin. Issiqlik manbai va sovutgich haroratlari orasidagi farq qancha kichik bo’lsa, ts yoki bog’langan energiya G shuncha yuqori bo’ladi. Isitilganda entropiya ortadi, chunki s = G; Tajribada entropiya bir holatdan 2 holatga o’tganda entropiya o’zgarishlari aniqlanadi. AS=S2-Si YUqorida aytilgandek, entropiya o’zgarishi sistemaning dastlabki va oxirgi holatiga bog’liq bo’lib, bosib o’tilgan yo’lga bog’liq emas. Entropiya o’zgarishi J/K. mol bilan ifodalanadi. Izotermik jarayonlarda entropiya o’zgarishi jarayonning issiqlik effektini absolyut haroratga bo’lgan nisbatiga teng: as = Q Q - jarayonning issiqlik effekti. T- absolyut harorat (T- const). Izotermik qaytar jarayonlar uchun ds = ^ deb yozish mumkin qariyb barcha jarayonlar amalda qaytmas bo’ladi. Pirovardida barcha o’zgarishlarda energiyaning ma’lum qismi issiqlikka o’tadi; issiqlik esa energiyaning boshqa turlariga qisman aylanadi. Natijada, qaytmas jarayonlarda ushbu tengsizlik kuzatiladi: ds > ^, ya’ni jarayon qaytmas bo’lsa, entropiya xar doim ortadi. Izolirlangan sistemalarda, tashqi muxit bilan issiqlik almashmaydigan sistemalarda jarayonlar energiya o’zgarishisiz sodir bo’ladi. YA’ni dQ=0 (energiya o’zgarmaydi); qaytar jarayonda esa dQ>0 bo’ladi. Termodinamikaning l qonuniga muvofiq dQ=dG ’+dA Izotermik qaytar jarayon uchun ds = — ekanligini hisobga olsak: dQ=TdS yoki TdS=dG’+dA bo’ladi. Yuqoridagi ifoda qaytar jarayonlar uchun termodinamika-ning l va ll qonunlari birlashgan tenglamasi, qaytmas jarayonlar uchun esa TdS>dQ va dS>dQ/T yoki TdS>dG ’+dA kelib chiqadi. Nazorat savollari 1.Termodinamikaning II qonuni 2.Foydali ish koeffitsienti.(FIK). 3.Izolirlangan sistema nima ? 4.Absolyut harorat va temperature qanchaga teng ? 5. G nima? 6. Sistema deganda nimani tushunasiz ? 7. Entropiya va ehtimollik deganda nimani tushunasiz ?
1. Olimov N.Q. Fizik va colloid kimyo. Toshkent, Fan, 2006. 2. Aminov S.N., Popkov V.A., Qurbonova M.M., Fizik va colloid kimyodan amaliy mashg`ulotlar. Toshkent, Fan, 2006. 3. Физическая и коллоидная химия: учебник /Под ред. Проф. А.П. Беляева.-М. ГЭОТАР –Медия, 2010. -704 с. 4. 7.Аминов С.Н., Қурбонова М.М., Рахматуллаева М.М., Физик ва коллоид кимѐ фанидан масалалар тўплами.Т., ―Спектрум скопе‖ 2011.-194 б. 5. Aminov S.N., Qurbonova M.M., Raxmatullaеva M.M., Fizik va kolloid kimyo fanidan masalalar to`plami.T., ―Spеktrum skopе‖ 2011.-194 b. 6. D. H. Everett, F.R.S. Colloid science. Department of Physical Chemistry University of Bristol. ISBN 0-85186-443-0 © The Royal Society of Chemistry
1. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия. –М.: Высш. шк., 1990. -487 с. 2. Ершов Ю.А. ва б. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М., Высшая школа, 1993. 3. Практикум п физической и коллоидной химии / Е.В. Бугреева [и др.].: Высш. шк.,1990. -255 с. 4. Физическая и коллоидная химия: учеб. пособие /В.И. Кабачный [и др.]. -Харьков.: Изд-во НфаУ, 2007.-221 с. 5. Красовский И.В., Вайль Е.И., Бозуглый В.Д.. Физическая и коллоидная химия. Киев, Высшая школа, 1983, с. 8-37. 6. Зимон А.Д. Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия: Учебник для вузов.- 3-е изд., доп. и исправ.-М.: Агра, 2001.-320 с., илл. 7. В.И. Кабачный,Л.Д.Грицан, Л.К. Осипенко и др. Сборник тестовых заданий по физической и коллоидной химии, Харков, Изд. НФаУ.-2007.с.220. 8. В.И. Кабачный,Л.Д.Грицан, Л.К. Осипенко и др. Фiзична тa коллодна хiмiя. Зборник задач. 9. В.И. Кабачный,Л.Д.Грицан, Л.К. Осипенко и др. Фiзична тa коллодна хiмiя. Лабораторный практикум.2004.с.199. 10. Ершов Ю.А. Коллоидная химия. Физическая химия дисперсных систем: Учебник -М, ГЭОТАР –Медия, 2012. -352 с. 11. Ланге К.Р; под.науч.ред. Зайченко Л.П. Поверхностно-активные вещества синтез, свойства, анализ, приминение. Санкт-Петербург:Профессия, 2007.—240 с. Download 35.32 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: 
|