TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA – VŨNG TÀU
KHOA HÓA HỌC & CN THỰC PHẨM
HÓA LÝ
Tóm tắt

Định luật Boyle-Mariot (T=const)

P
1
V
1
= P
2
V
2
= …P
n
V
n
= k
1

Định luật Guy- Lussac-Charles (P = Const)

(V
1
/T
1
) = (V
2
/T

2
) = k
2

Định luật Avogadro (P = const, và T = const)

V
1
/V
2
= n
1
/n
2

ở áp suất P=1,013.10
5
N.m
-2
và nhiệt độ T= 273,15
o
K,
cứ trong 22,414 L khí thì có 1 mol khí hoặc 6,023.10
23

phân tử.

Phương trình trạng thái khí lý tưởng (pt Mendeleev
- Clapeyron


PV = nRT

Định luật Dalton ( T=const)

P = P
A
+ P
B
+ P
C
+ …+ P
i

Định luật Amaga ( T = const)

V = V
A
+ V
B
+ V
C
+ …+ V
i

V
i
.P = P
i
V


Phương trình Van der Waals ( áp dụng cho khí
thực)


2
2
( ).( )
n a
P V nb nRT
V
+ − =
Nguyên lý thứ nhất nhiệt động học và áp dụng

Nguyên thủy, Nhiệt động học khảo sát sự liên hệ giữa công và nhiệt.

Sau này được mở rộng ra cho nghiên cứu sự chuyển hóa giữa những dạng năng
lượng khác nhau trên trên cơ sở sự tích lũy các kết quả thực nghiệm và một số
nguyên lý mà không chú trọng nhiều đến sự vận động vi mô của vật chất ở cấp phân
tử hay nguyên tử.
Một biến đổi đẳng nhiệt thực hiện ở nhiệt độ không đổi (dT = 0).
Một biến đổi đoạn nhiệt thực hiện trong điều kiện không có sự trao đổi nhiệt lượng
giữa hệ thống và môi trường ngoài (dq = 0).
Một biến đổi đẳng tích thực hiện trong điều kiện thể tích không đổi (dV = 0).
Một biến đổi đẳng áp thực hiện ở điều kiện áp suất không đổi (dP = 0, áp suất trong
bằng áp suất ngoài).

Năng lượng hóa học trong nhiên liệu, thức ăn được tạo ra từ thế năng được tích trữ
trong các nguyên tử do sự sắp xếp của nó trong phân tử. Thế năng tích trữ này sẽ
tiết ra (phóng thích) khi các hợp chất chịu sự biến đổi hóa học (quá trình đốt cháy và
chuyển hóa chất).


Phản ứng mà phóng thích năng lượng Phản ứng tỏa nhiệt (Exothermic).

Phản ứng thu nhiệt (endothermic) là phản ứng nhận năng lượng (nhiệt ) từ môi
trường ngoài thì mới xảy ra.

Ví dụ:
Nhiệt (q):

Sự thuận nghịch nhiệt động: khi nhiệt độ giữa môi trường ngoài và hệ thống xem như
bằng nhau.

Sự bất thuận nghịch nhiệt động: khi nhiệt độ giữa môi trường ngoài và hệ thống có sự
chênh lệch lớn.

Theo quy ước:

Nhiệt cung cấp vào hệ thống có trị số dương (q > 0).

Nhiệt phóng thích từ hệ thống có trị số âm (q < 0).

Tỉ nhiệt mol: giả sử có một khối lượng m gram vật chất đặt trong một nhiệt lượng kế
hấp thu nhiệt lượng và có nhiệt độ tăng từ T
1
đến T
2
.

Nếu sự biến đổi trạng thái trong khoảng nhiệt độ (T

1
, T
2
) không quá lớn thì nhiệt
lượng hấp thu bởi vật chất tỷ lệ với hiệu số T
2
- T
1
.
A là hằng số tỷ lệ.

Thí nghiệm cũng chỉ ra rằng số nhiệt lượng hấp thu cũng tỉ lệ với khối lượng vật
chất.
( )= −
2 1
q A T T
c: là tỷ nhiệt, tức là nhiệt lượng cần dùng để nâng 1 gram vật chất tăng lên 1 độ bách
phân (
o
C).

Nếu m là phân tử gram hóa chất (m = M), tích số
được gọi là tỷ nhiệt mol.
.M c C=
•
Có nhiều trường hợp thay đổi theo nhiệt độ, nên ta chỉ xem xét một biến đổi nhỏ
của nhiệt độ tương ứng với nhiệt lượng cung cấp q vào một mol hóa chất.
C
T∆
. .( )= −

2 1
q m c T T

Trong điều kiện đẳng áp (P = const), tỷ nhiệt mol trung bình của một mol chất:
tb
p
P
q
C
T
=
∆

Trong điều kiện đẳng tích (V = const), tỷ nhiệt mol trung bình của một mol chất:
tb
v
V
q
C
T
=
∆

Vậy nên ta có:

Tỉ nhiệt mol đẳng áp:
p
q
q
Cp

dT dT
∂
∂
 
= =
 ÷
 

Tương tự ta có:

Tỉ nhiệt mol đẳng tích:
v
v
q
q
Cv
dT dT
∂
∂
 
= =
 ÷
 

q
p
hay q
v

là nhiệt lượng cung cấp cho một mol hóa chất ở điều kiện đẳng áp hay đẳng

tích.

Nhiệt lượng kế (Calorimeter)
Công (w):

Cũng như nhiệt, công cững có thể được cung cấp vào hệ thống hay được phóng
thích ra bên ngoài. Ta có sự thuận nghịch cơ học khi áp suất trong hệ thống có thể
xem như bằng áp suất ngoài.

Theo quy ước:

Công cung cấp vào hệ thống từ môi trường có trị số dương (w > 0).

Công phóng thích từ hệ ra môi trường có trị số âm (w< 0).
Hệ thức xác định công do dãn nỡ của khí:

Trường hợp áp suất ngoài không đổi
•
Giả sử khí dãn nỡ và đẩy khối M lên một khoảng h, pittong xem như có khối lượng rất nhỏ. Hệ thống là
pittong có mang khối M
•
Công làm được là:
•
Ta có:
w=-Mgh=- . .
ngoai
Mg
P
A
Mg

A h
A
=
⇒
ài 2 1
w ( )
ngo
P V V= − −
Vậy nên
= −w Mgh
Chú ý: nếu P
ngoài
= 0, tức là có sự dãn nỡ khí trong chân không, w = 0  Sự
dãn nỡ của khí trong chân không, không cung cấp công.
Ví dụ
Một hệ hấp thu nhiệt và sinh công: (a) bột nước đá khô ( CO
2
rắn) được cho vào trong túi nilon à được khằn kín. (b) khi nước đá khô
trên được hấp thụ nhiệt từ môi trường sẽ bay hơi tạo ra khí CO
2
. Thể tích lớn của khí là nguyên nhân làm cho túi nilon phồng lên.
Thể tích của phản ứng trên giảm đi 1/3 tại nhiệt độ phản ứng không đổi > 100
o
C
Áp suất ngoài thay đổi với thể tích của khí

Trong trường hợp này, ta chỉ có thể xem đoạn di chuyển nhỏ dh, áp suất xem như
không đổi trong đoạn di chuyển ấy.

Xem pittong di chuyển 01 đoạn dh, áp suất ngoài đè lên pittong là P

ngoài
và tạo áp
lực f.

Công:
- . - . .
f
w f dh A dh
A
δ
= =

Suy ra:

P
ngoài
là áp suất thay đổi theo V.

Vậy với một giản nở khí từ V
1
đến V
2
, công cung cấp là:
ài
w
ngo
P dV
δ
= −
2

1
ài
w
V
ngo
V
P dV= −
∫
Trường hợp dãn nỡ thuận nghịch

Với trường hợp đó, áp suất ngoài có thể xem như bằng áp suất trong, P
ngoài
= P
khí
= P

Trường hợp dãn nỡ thuận nghịch và đẳng nhiệt của khí lý tưởng.
2 2
1 1
ngoài khí
w
V V
V V
P dV P dV= − = −
∫ ∫
Chú ý: áp suất ngoài bằng áp suất khí trong biến đổi thuận nghịch, biến đổi đẳng áp (hệ
thống ăn thông với khí quyển).
khí
nRT
P

V
=
2
1
2 2
1 1
w ln 2,303 log
V
V
V V
nRT
dV nRT nRT
V V V
= − = − = −
∫
Ví dụ:
1. Tính công làm ra khi một mol nước bốc hơi ở 1 atm và 100
o
C.
2. Cho phản ứng sau:
Dự đoán dấu của công (w) và cho biết phản ứng này sinh công hay nhận công.
Biết phản ứng xảy ra tại T= const, và P = const. Xem các khí là khí lý tưởng.
→ +
4 3 (raén) 2 (khí) 2 (khí) 2 (khí)
2NH NO 2N 4H O + O
Nguyên lý I, Nội năng( U) và Entalpi

Từ đây, ta có biểu thức toán học của nguyên lý I của NDLH:
2 1
wU U U q∆ = − = +


Nếu xem hệ thống và môi trường ngoài, giả sử trong một biến đổi các định:

(U
2
– U
1
)
hệ thống
< 0; hệ thống nhường môi trường ngoài năng lương (U
2
–
U
1
).