Kemiallinen termodynamiikka 1 Termodynaaminen systeemi Lauri Partanen Moduuli

Kemiallinen termodynamiikka 1 Termodynaaminen systeemi Lauri Partanen

Moduuli 1: Termodynaaminen systeemi Tämän moduulin jälkeen opiskelija: • Pystyy luokittelemaan termodynaamisia systeemejä rajapinnan ominaisuuksien perusteella. • Tuntee, mistä kolmesta komponentista termodynaaminen tasapaino koostuu. • Osaa jaotella suureita ekstensiivi- ja intensiivisuureisiin.

Termodynamiikassa maailmankaikkeus jaetaan kahteen osaan: • Systeemi on tarkastelun kohteena oleva maailmankaikkeuden osa Systeemi • Ympäristöön kuuluu kaikki muu. Rajapinta Ympäristö • Rajapinta erottaa systeemin ympäristöstään

Termodynaamisia systeemejä luokitellaan rajapinnan ominaisuuksien mukaan 1. Avoin vai suljettu systeemi? • Avoin systeemi voi vaihtaa ainetta ja energiaa ympäristön kanssa. • Suljettu systeemi voi vaihtaa vain energiaa ympäristön kanssa. • Eristetty systeemi ei vuorovaikuta ympäristön kanssa.

Termodynaamisia systeemejä luokitellaan rajapinnan ominaisuuksien mukaan 2. Adiabaattinen vai diaterminen rajapinta? • Adiabaattinen rajapinta ei päästä lämpöä lävitseen • Diaterminen rajapinta sallii lämmön siirtymisen

Termodynaamisia systeemejä luokitellaan rajapinnan ominaisuuksien mukaan 3. Liikkuva vs jäykkä rajapinta? • Jäykkä rajapinta pitää systeemin tilavuuden vakiona • Liikkuva rajapinta mahdollistaa systeemin tilavuuden muutoksen

Termodynaamisten systeemien luokittelu rajapinnan mukaan 1. Energian tai aineen vaihtoa? Avoin Suljettu Eristetty 2. Millaista energian vaihtoa?

Learning. Catalytics 1: Luokittele tiukasti suljetusta ilmapallosta koostuva termodynaaminen systeemi. Learning. Catalytics 2: Luokittele kananmunasta koostuva termodynaaminen systeemi. Learning. Catalytics 3: Luokittele termospullosta koostuva termodynaaminen systeemi.

Milloin systeemi on tasapainossa? 1) Eristetyn systeemin makroskooppiset ominaisuudet eivät riipu ajasta 2) Ei-eristetyn systeemin… a) makrokooppiset ominaisuudet eivät riipu ajasta. Kinetiikka Tasapaino- termodynamiikka b) eristäminen ympäristöstä ei muuta sen ominaisuuksia.

Mekaaninen tasapaino • Systeemiin tai sen osiin ei vaikuta kumoutumattomia voimia. • Systeemin paine on sama kaikkialla! Terminen tasapaino • Systeemin yhdistäminen diatermisella seinällä ympäristöön ei muuta sen ominaisuuksia. • Systeemin lämpötila on sama kaikkialla! Termodynaaminen tasapaino Kemiallinen tasapaino • Systeemissä ei ole netto kemiallisia reaktioita eikä netto aineen vaihtoa ympäristön tai toisen systeemin osan kanssa. • Systeemin komponenttien kemialliset potentiaalit ovat samoja kaikkialla!

Fysikaaliset suureet ovat joko eksensiivisiä tai intensiivisiä Kertaus: Suureella on sekä numeerinen arvo että yksikkö Esim. 1 k. J/mol tai 5, 231 m Intensiivisuure • Intensiivisuureen arvo ei riipu systeemin koosta. • Esim. ρ , p , T Ekstensiivisuure • Ekstensiivisuureen arvo on summa sen arvoista systeemin eri osissa. • Esim. V, m, G …

Kuvalähteet Kansidia. Tetäväinen T. , Partanen L. (2019), valokuva P. , Partanen L. (2019), valokuva Dialogo WWF Earthbook, (2012), Polar bear on melting ice platform, Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //www. mirror. co. uk/incoming/gallery/wwfearthbook-882936 Diatausta. Viitaharju Dia 3 Hartin, E. (2009) Termodynaamisen systeemin määrittely liekissä. Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta http: //cfbt-us. com/wordpress/? m=200908 J. (2004) Aldosterone-sensitive "HSD 2 neurons" in the nucleus of the solitary tract. HSD 2 is labeled in green and MR in red (immunofluorescence staining in rat brainstem tissue). Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Green-HSD 2_red-MR_in_NTS. jpg /CC: https: //creativecommons. org/licenses/by/3. 0/deed. en Dia 3 Geerling Dia 4 ESO/T. Preibisch. (2013) The cosmic glow of the Carina Nebula as seen in a stunning 3 D reconstruction in Hidden Universe, released in IMAX® theatres and giantscreen cinemas around the globe and produced by the Australian production company December Media in association with Film Victoria, Swinburne University of Technology, Mac. Gillivray Freeman Films and ESO. The Carina Nebula contains two of the most massive and luminous stars in our galaxy, the Milky Way. The original image was taken by ESO's Very Large Telescope. Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta http: //www. eso. org/public/images/eso 1329 b/ /CC: https: //creativecommons. org/licenses/by/4. 0/deed. en Dia 4 Open. Stax. (2016) Animal Cell and Components Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //cnx. org/contents/FPt. K 1 zmh@8. 25: f. EI 3 C 8 Ot@10/Preface /CC: https: //creativecommons. org/licenses/by/4. 0/deed. en Dia 4 Pixabay. (2013) Test, Tube, Lab, Medical, Research – Free Image on Pixabay – 214185 Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta http: //pixabay. com/en/test-tube-lab-medical-research-214185 https: //cnx. org/contents/FPt. K 1 zmh@8. 25: f. EI 3 C 8 Ot@10/Preface /CC: http: //creativecommons. org/licenses/publicdomain/ Dia 4 Kozlenko M. (2015) Coca-Cola bottles for Thai market Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Coca-Cola_bottles_for_Thai_market. jpg /CC https: //creativecommons. org/licenses/by-sa/4. 0/deed. en Dia 5 Kristofer 2. (2007) Electric stove Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //en. wikipedia. org/wiki/Electric_stove#/media/File: Electric_stove. jpg /CC https: //creativecommons. org/licenses/by-sa/3. 0/ Dia 5 Robert Orzanna (2016) Thermos flask with hot water Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Thermos_flask_with_hot_water. jpg /CC https: //creativecommons. org/licenses/by-sa/4. 0/deed. en

Kuvalähteet Dia 6 Mj-bird (2010) Engine, Partial cross-sectional view Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Internal_combustion_engine_pistons_of_partial_cross-sectional_view. jpg /CC https: //creativecommons. org/licenses/bysa/3. 0/deed. en Dia 6 West, R. (2007) A generic white chicken egg. Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //commons. wikimedia. org/wiki/File: White_chicken_egg. jpg /CC https: //creativecommons. org/licenses/by/2. 0/deed. en Atkins, P. ja De Paula, J. , L. (2010), Figure 2. 1. Open, closed and isolated system [Diagrammi, suomennettu], Teoksessa Atkins’ Physical Chemistry, 9 th edition, Oxford Univeristy Press, Oxford, New York Dia 7 Partanen, L. (2013), Diagrammi systeemin rajapinnan luokituksesta Dia 7 Dia 9 Partanen, L. (2019), Diagrammi tasapainotermodynamiikan ja kinetiikan suhteesta Dia 11 Tymillers, Mortal Combat vs-logo. kahn-3051327/ Viitattu 27. 8. 2019. Haettu osoitteesta https: //www. cleanpng. com/png-mortal-kombat-vs-dc-universe-injustice-2 -shao-