G7501 Fyzikální geochemie 2. První a druhý zákon termodynamiky Josef Zeman První zákon Vnitřní energie Intenzivní a extenzivní proměnné Intenzivní – kvalita Extenzivní – hmotný obsah e1 O5 1 První zákon Diference a diferenciál ( ) 2 1 Δ d X X X f X X= ň e2 e3 o6 o7 První zákon Je jedno, v jaké podobě systém přijme energii, zda jako teplo, nebo jako práci, nebo jako jejich libovolnou kombinaci. Přírůstek energie je vždy roven jejich součtu. Zpětně už není možné identifikovat, v jaké podobě energie do systému doputovala. o8a Vnitřní energie Objemová práce e4 o8 e5 Entalpie Dosazením za vnitřní energii Entalpie e4 o9 e6 e7 o9 Tepelné kapacity Za konstantního objemu Množství tepla, které je potřebné pro zvýšení teploty různých látek o stejný rozdíl dT, se liší a závisí na povaze zahřívaných látek a na podmínkách, za kterých k zahřívání dochází. e8 Tepelné kapacity Za konstantního tlaku e9 pro konstantní tepelnou kapacitu Závislost tepelných kapacit na T Přesný výpočet entalpie pro určitou teplotu e10 tepelná kapacita závislá na teplotě Rozdíl dvou stavů systému Závislost rozdílu entalpií dvou stavů na teplotě e11 Tepelné kapacity látka M (g) cp (J/mol K) cp (J/g K ) stříbro 107,87 25,40 0,24 zlato 196,97 25,32 0,13 měď 55,85 24,45 0,44 diamant 12,01 6,13 0,51 grafit 12,01 8,53 0,71 pyrhotin 81,04 50,50 0,62 pyrit 119,97 62,17 0,52 galenit 239,26 49,50 0,21 sfalerit 97,44 45,76 0,47 kalcit 100,09 83,47 0,83 voda 18,01 75,19 4,17 led 18,01 37,832 2,10 látka M (g) cp (J/mol K) cp (J/g K ) korund 101,96 79,01 0,77 hematit 159,96 103,85 0,65 magnetit 231,54 150,79 0,65 křemen 60,08 44,59 0,74 forsterit 140,70 117,90 0,84 diopsid 216,55 166,52 0,77 enstatit 100,39 82,09 0,82 anortit 278,21 211,40 0,76 albit 262,22 205,10 0,78 muskovit 398,31 326,10 0,82 oc. voda 3,93 granit 0,82 Druhý zákon o10 Entropie Systém a jeho okolí e12 o11 Změna entropie při přenosu tepla e13 e14 e15 e16 e17 e18 o12 Závislost entropie na teplotě Závislost rozdílu entalpií dvou stavů na teplotě e21 e19 pro konstantní tepelnou kapacitu Závislost entropie na teplotě e20 pro tepelnou kapacitu závislou na teplotě Třetí zákon dS → 0 pro T → 0 Shrnutí Laws of Thermodynamics 1. You never get something for nothing. 2. You never get more than you pay for, and you usually get less. 3. Perfection is unattainable. Zákony termodynamiky 1. Nikdy nedostaneš nic zadarmo. 2. Nikdy nedostaneš víc, než za kolik jsi zaplatil a obvykle dostaneš méně. 3. Dokonalost je nedosažitelná.