38
ال ج م ل ا ا ث ل ا ل: ث كا ي م ا ث ي الد ة اري ر ح ل ا اءة ف ك ل ا ة اعدي ف ل ا: ( اج ت ح ت مادة ل ا ر عب ها ت ولا ح ت ة ف ل ت ح م ل ا ى ل< ا( ن> ا ادل ت? ت ة طاق ع م ط ي ح م ل ا، ي ج ار ج ل ا ي عل م عل ت م ل ا( ن> ا رف ع ي ور ص ة هد ة لطاق ا رها ه اZ ومط، در ف ي و ها ت ا ث م ك ما ك ث ح ت( ن> ا درك‘ ي ة ي م ه> ا ة هد ة لطاق ا ومدى ادة ف ت سلا ا ها من ي ف ا ث? ي ا ث ح ة ي م و ي ل ا ا وهد( ن مال ل خ ها ت ا ف تp ب ط ت ة ي ل م ع ل ا. ة ف ل ت ح م ل اط ط خ م ال: ج م ل ا وخدة ل ا ة ي م ل ع ت ل ا ى ل و> لا ا: كا ي م ا ث ي الد ة اري ر ح ل ا وخدة ل ا ة ي م ل ع ت ل ا ة ي ي ا ث ل ا: ث ح ت ي ق ت ي و ت رج ب ف ي ي عل م عل ت م ل ا ار ج ت< ا ث ح ت ي ق ت ي و ت، ول ح دورة د ري ب ت ل ا( رف غ د، ري ب ت ل ا)... ة لاج ث ل ا

Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

  • Upload
    others

  • View
    4

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

الحرارية الديناميكاث: لالثا المجــال

: القاعدية الكفاءة على الخارجي، المحيط مع طاقة تتبادل أن إلى المختلفة تحوالتها عبر المادة تحتاج

يدرك أن يجب كما كمياتها ويقدر ، ومظاهرها الطاقة هذه صور يعرف أن المتعلم تطبيقاتها خالل من وهذا اليومية حياتنا في منها االستفادة ومدى الطاقة هذه أهمية

المختلفة. العمليةالمجال: مخططالحرارية الديناميكا: األولى التعلمية الوحدةتوثيقي بحث: الثانية التعلمية الوحدة

الثالجة...( التبريد، غرف) التبريد دورة حول ، توثيقي بحث إنجاز المتعلم على يقترح

Page 2: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

Thermodynamique الحرارية الديناميكا

I.وأهدافها: الحرارية الديناميكا بين أو النظم، بين الطاقوية التبادالت يدرس الذي العلم هو الحرارية الديناميكا علم

آللية يهتم ال المادة. فهو بها تمر التي التحوالت خالل وذلك الخارجي والوسط النظام الكيمياء أو الفيزياء هو اآللية هذه مجال ألن التحوالت هذه تحكم التي التفاعالت الحركية هو المجال هذا ألن النظم تتطور بواسطتها التي السرعة إلى وال التركيبية،

الكيميائية. وكذلك ميكانيكي شغل إلى الحرارة تحويل األساس في يدرس الحرارية الديناميكا فعلم

صور من صورة الكيميائية الطاقة كانت ولما شغل، إلى الميكانيكية الطاقة تحويل الحرارية الديناميكا قواعد تطبيق فإن الحرارة وخاصة األخرى بالصور ترتبط التي الطاقة

الكيميائية. التفاعالت لفهم كثيرا مفيد محددة كنظم الكيميائية التفاعالت على تقديرها خالل من يمكن(fonctions) دوال الكيميائية الحرارية الديناميكا تقدم باختصار دراسة ذلك ويستلزم محددة، ظروف تحت الكيميائي التفاعل حدوث احتمال استنتاجالحرارية. للديناميكا األساسية والدوال القوانين

مع والحساب القياس حيث من يتعامل الذي الكيمياء فرع هي الحرارية فالكيمياء الخارجية العوامل تأثير وكذلك الكيميائية التفاعالت أثناء تحدث التي الحرارية التغيرات

الحرارة. ودرجة الضغط مثل من مكان أي في نظام( معزولة ) أو جملة أي أن فكرة علي تعتمد الدراسات هذه معظم اله ويرمز للجملة الداخلية الطاقة ندعوها للقياس قابلة فيزيائية كمية تحوي الكون خصائصه علي االهتمام وجهنا ثابت كيميائي تركيب للجملة كانت فاذا .U بالرمز

موضوع في تدخل أخري.......(. فدراسته , مرونة, تأثيرات ) ضغط الميكانيكية حيز تدخل حينئذ فدراسته للتغير عرضة الجملة تركيب يصبح عندما , واالميكانيك

الكيميائي. الترمويناميكII.الحرارية: الديناميكا في النظم

يجب: ترموديناميكيا النظام لتعريفالخارجي. لوسط عن يفصله سطح أو حيز داخل تحديده خالل من النظم - تعريف

متغيراته. بتعريف ودالك النظام، حالة - تحديد :(Système) النظام مفهوم( 1

لها كوحدة معاملته ويمكن للدراسة نخضعه أن نريد الكون من جزء أي هوالنظام:محددة صفات يسمى النظام غير من هو ما وكل معينا(، محلوال يحتوي كأس أو غاز، أسطوانة )مثل

باستثناء المخبر في ما كل وهو(milieu extérieur) الخارجي بالوسط (univers) الكون فيشكل به المحيط الخارجي والوسط النظام مجموع أما الكأس،هذا. مثالنا في المخبر

الحرارة : كميةQ : العملW حيت الكون في * نظام

Univers الكون

الخارجي الوسط

النظامSystème

Page 3: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

كمية وتكون موجبا يكون النظام علي المحيط به يقوم الذي العمل * ان سالبة: الحرارة

<0 ]. Q > 0 ، W [ كمية و سالبا العمل يكون المحيط بعمل النظام قيام حالة في * بينما

موجبة: الحرارة [W < 0 ، Q > 0. ]

النظم: أنواع( 2 معزل. أو مغلق ، مفتوح يكون أن للنظام يمكن

المفتوح النظام(Système ouvert): غير كأس مثل الخارجي، الوسط مع والطاقة المادة تبادل يمكنه الذي النظام هو

على يحتوي مغطى يغلي، حتى الخارجي الوسط من الطاقة السائل يمتص حيث يغلي، سائل

السائل بخار ينطلق وبالمقابلالخارجي. الوسط إلى الكأس من المغلق النظام(Système fermé):

سائل )مثل الخارجي الوسط مع المادة دون الطاقة تبادل يمكنه الذي النظام هو مغطى كأس في يغلي

بإحكام(. المعزول النظام(Système isolé): ترمس )مثل الخارجي الوسط مع الطاقة أو المادة تبادل يمكنه ال الذي النظام هو

على يحتوي مثاليالطاقة(. أو الكمية في فقد بدون ساخنة القهوة تظل حيث قهوة، الخارجي الوسط و النظام بين والطاقة المادة تبادل يوضح الجدول

تبـادلالمـادة تبـادلالنظـامالطاقـة

الالمعـزولنعمالمغلـقنعمنعممفتـوح

للنظام: المختلفة التحوالت(-3

Etat du système النظام حالة * بمتغيرات (. تسمي ....m ،P ، V ،T ، n) هي متغيرات بعدة النظام حالة تعرف

الحالة

Page 4: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

(Variables d’états)وثابتة. معروفة قيم الجملة فان الخارجي، الوسط و النظام بين الطاقة انتقال أو تبادل ثاتير تحت

و )النظام( تتطور 1 توازن حالة من بالمرور ذلك و يتحول النظام أن . فنقول تغير الحالة متغيرات

.2 توازن حالة إلي

التحوالت على فنحصل(hors équilibre) التوازن خارج التحول هذا ويتم.التلقائية وغير التلقائية

التلقائية: وغير التلقائية التحوالت

خواص لتغيير الحاجة دون ذاتيا تحدث التي العمليات هيالتلقائية: التحوالتأ- للنظام المكونة المواد

مع الصوديوم من قطعة تفاعل الحرارة(. مثل درجة أو الظروف)الضغط تغيير أو لتشكيل الماء حدوث في السبب يرجع الهيدروجين. و غاز وتصاعد الصوديوم هيدروكسيد

أن إلى تلقائيا العملية وقد العملية، تمام تحديدا( بعد الحرة الطاقة)الطاقة في أقل سيكون النظام

التلقائية العملية تكونمنه. االستفادة يمكن نافع بعمل مصحوبة

العملية اتجاه عكس تحدث التي العمليات فهيالتلقائية: غير العملياتب- البد الحالة هذه وفي التلقائية

عمل بذل يلزم وعادة النظام، خواص أو الظروف لتغيير الخارجي التدخل من الصوديوم معدن على للحصول بالنسبة الحال هو كما العمليات، تلك إلتمام

بعمل النظام مد التفاعل هذا يتطلب إذ الصوديوم، هيدروكسيد من انطالقاكهربائي.

الثابتة الحرارة تحوالت (Transformations isothermes): T = Cte يحدث ال لذلك ونتيجة ،(T)الحرارة درجة ثبوت عند تحدث التي العمليات هي

الطاقة في تغيير(U = 0 للنظام الداخلية

الثابت الضغط تحوالت :(Transformations isobares) P = Cte الجوي الضغط يكون ما وغالبا ،(P)الضغط ثبوت عند تحدث التي العمليات هي

ونتيجة العادي،(V.)حجمه تغير وبالتالي النظام لغازات انكماش أو تمدد يحدث أن يمكن لذلك الثابت الحجم تحوالت :(Transformations isochores) V = Cte يمكن ال لذلك ونتيجة ،(V)ثابت حجم ذو مغلق نظام في تحدث التي العمليات هي

(W = 0.) النظام على أو من عمل يحدث أناألديابتيكية التحوالت :(Transformations adiabatiques)

يحدث ال أي مثال(، الحراري معزول)كالمسعر نظام في تحدث التي العمليات هي (Q = 0.)أي النظام، وإلى من للحرارة انتقال

Page 5: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

أشمل ألنه التفاعالت، من بدال التحوالت مصطلح استعملنا لقدمالحظة: الفيزيائية. والتحوالت الكيميائية للتفاعالت

:(Fonctions d'état) الحالة دوال(- 4 المسلوك المسار عن مستقل تغيرها كان إذا"حالة "دالة أنها دالة عن نقول

إلى(A)الحالة من لالنتقال من مائل مستوي على ينتقل كائن عن عبارة النظام أن افترضنا فلو ،(B) الحالة إلى(A)النقطة اعتبار يمكن ال بينما حالة، دالة اعتبارها يمكن الكامنة الطاقة فإن ،(B) النقطة

النقطتين بين المسافة .حالة كدالة

وكمية الكهربائية والشحنة المادة وكمية والكتلة والحجم الحرارة ودرجة الضغط إن دوال كلها الحرارة

العمل بينما التحول، هذا يسلكه الذي بالمسار يتعلق ال ما تحول خالل تغيرها ألن حالة حالة بدالة فليس

بالمسار(. يتعلق االنتقال)أي بمسافة يرتبط ألنه III.الكيميائي: للتفاعل الطاقوي المظهرQ: الحرارة كمية 1)

تبادل ويمكنه الحرارية، الظواهر من بمجموعة يمر المختلفة تحوالته خالل النظام إن الوسط مع حرارة الحراري التبادل إليه(. هذا طرحها أو الخارجي، الوسط من حرارة الخارجي)امتصاص هامة تأثيرات له

الفيزيائية التأثيرات في نلخصها والتي إليها، يؤول التي والحالة النظام طبيعة على التالية: للحرارة: الفيزيائي التأثير

حرارتها(، درجة ارتفاع بسخونتها)أي يترجم الحرارة من لكمية المادة امتصاص إن حالتها بتغير أو

تصعيدها(. أو تبخرها الفيزيائية)انصهارها، أو حرارتها(، درجة انخفاض ببرودتها)أي فيترجم الحرارة من لكمية المادة طرح أما

حالتها بتغيرتكثيفها(. أو تمييعها، )تجمدها، الفيزيائية

الحرارة: كمية عبارة النظام، يتلقاها التي الحرارة كمية تمثلdQ الحرارة كمية فإن صغير تحول أجل من

بالتبريد: أو بالتسخين ذلك أكان سواء dQ = C.dT

dTالحرارة درجة في التغير يمثل C الحرارية بالسعة تسمى (J.K-1 )capacité calorifique Qالعنصرية بالحرارة يسمى (chaleur élémentaire) capacité (J.K-1.mol-1)المولية الحرارية السعة عن C تعبر أحيانامالحظة:

calorifiquemolaire :حيثdQ = n. C.dT

dQ = n. Lفإن: الفيزيائية، الحالة تحوالت حالة في أما المتحولة. الموالت عدد هو nو الفيزيائية، الحالة تغير حرارة تمثل L حيث حيث: Q = m.C.T العالقة: من انطالقا عمليا الحرارة كمية تقاس Q: الحرارة كمية (J)

mالكتلة : (g)

Page 6: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

Tالحرارة درجة في : التغير (°C ) Cالكتلية : الحرارة chaleur massique (J/g.°C)، النوعية بالحرارة أيضا وتدعى

(chaleur spécifique .) الحرارة الحالة هذه في تمثلCفإن الماء، على يحتوي الحراري المسعر ولكون

للماء الكتلية J/g.°C 4,185تساوي: و

مثال: حراريا معزول وعاء فيTm حرارتها ودرجةMm كتلتها معدنية قطعة وضعنا اذإ

كتلة ويحوي الماء الي المعدنية القطعة من الحرارة انتقال فنالحظTe درجته وMe الماء من

الوعاء داخل الحرارة درجة فتصبح الحراري التوازن حتي االنتقال هدا ويستمر : حيتTeq تساوى Tm > Teq > Te

الحرارة: كمية إشارة .ةللحرار ناشرة أو للحرارة ماصة المادة تتحوال اغلب

كيميائي تفاعل خالل الممتصة آو المحررة الحرارة كمية هي التحول حرارة إن : حيت

Réactions exothermiquesللحرارة: ناشرة * تفاعالت معادلة في الحرارة كمية تكتب حيت الخارجي للوسط حرارة تقدم التفاعالت هذه

جانب ألي التفاعل التالي: الشكل علي وتكون و النواتج

Q +متفاعالت نواتجC(s) + O2(g) CO2(g) + 393,6 KJمثال:

Q < 0:للحرارة ناشر أنه التفاعل هذا عن يقال الحرارة، من كمية يحرر النظام (

exothermique.)الصوديوم هيدروكسيد انحالل مثل (NaOHفي ) الماء.

Réactions endothermiques: للحرارة الماصة * التفاعالت في الحرارة كمية أو الطاقة تكتب و الخارجي للوسط حرارة تقدم ال التفاعالت هذه

التالي: الشكل علي المتفاعالت جانب إلي التفاعل + متفاعالت.Q نواتج

CO2 + 393 ,6KJ C(s) + O2(g)مثال: 0 > Q:للحرارة ماص أنه التفاعل هذا عن يقال الحرارة، من كمية يمتص النظام (

endothermique .) الماء. ( فيKNO3) انحالل مثل

االحرارية * التفاعالت Q = 0 :حراري ال أنه التفاعل هذا عن يقال الخارج، مع حرارة يتبادل ال النظام

athermique) .)األسترة. تفاعل مثل

Page 7: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

ترمومتر رجاج الحرارة: كمية قياس

،(calorimètre)الحراري بالمسعر Q الحرارة كمية تقاس الماء من المكافئة كتلته أو للمسعر الحرارية السعة حيث

.(CH2O= 4,185 J/g.°C)للماء عادة تنسب وعاء الكاشف منm1 معلومة كتلة توضع الحرارة كمية ولقياس

درجة الماء( ونسجل يكون ما )عادة المسعر في األولالمسعر جدار

فراغ الكاشف منm2 معلومة كتلة نضيف ثم ،T1 الحرارة ونسجل الحراري التوازن ننتظر ثم المسعر، إلى الثاني T2. المزيج حرارة درجة

الحرارة كمية قياس يمكنQ = m.C.T العالقة: بتطبيق

m = m1 + m2 T = T2 - T1 , C H2O = 4,185 J/g.°C حيث: (m .C) الحرارية. بالسعة يدعى

W: الميكانيكي العمل 2)

أو(J)بالجول يقدر الخارجي، الوسط مع النظام يتبادلها التي الطاقة صور أحد هو العمل .(kJ)بالكيلوجول

النظام: يتلقاه الذي العمل عبارة يدخل ما )كل الطاقة صور ومختلف للحرارة بالنسبة الحال هو وكما اصطالحا،

موجبا، يكون النظام قوى كانت إذا موجبا يكون النظام يتلقاه الذي العمل سالب( فإن فهو منه يخرج وما

الخارجي الضغطالنظام. على محركا عمال تمارس

Page 8: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

dW = -Pext. dVفإن: صغير تحول أجل منPex كان إذا(J)بالجول ويقاس ،(travail élémentaire) العنصري بالعملdWيسمى

tبالباسكال (Pa)، و dVبوحدة(cm3).

الخارجي والوسط النظام بين للعمل تبادل يوجد ال بالمقدار النظام حجم تغير إذا إالV :بحيث V 0

أو الصلبة المواد حالة في مهمال يكونا بينما معتبرا، يكون فالعمل للغازات بالنسبة السائلة.

Pi ,V)االبتدائية الحالة من االنتقال خالل النظام يتلقاه الذي العمل نحسبمثال: i)النهائية الحالة إلى

(Pf ,Vf)ثابتا: الضغط فيها يكون التي االتزان حاالت وفي في لدينا كان إذا فقط ،(isobare)الثابت الضغط تحوالت نوع من أنه تحول عن نقول

لحظة: أي Constante = = Pext Psyst

ثابت، خارجي ضغط تحت النهائية الحالة إلى االبتدائية الحالة من النظام تحول تم إذا عن حينئذ فيعبرW = -Pext .(Vf – Vi) بالعبارة: العمل

W = -Pext . V أو: و النهائي، الحجم هو Vf و االبتدائي الحجم هو Vi الخارجي، الضغط هو Pext حيث:

V في التغير الحرارة. درجة التمدد(: )عمل الغازية الجمل في العمل

الميكانيكي، العمل أشكال من كشكل فقط الغازات تمدد االعتبار في يؤخذ الغالب في واحد مول نتصور غاز، تمدد عمل ولحساب والسائلة، الصلبة المواد تمدد ويهمل

عديم بمكبس ومغطاة معزولة أسطوانة في وموضوع يتفاعل ال الغاز هذا منالتالي: الشكل في مبين هو كما وهبوطا، صعودا للحركة وقابل االحتكاك

Vf d

Vi

aالتمدد عمل لبيان المستخدم النظام نموذج

من تمدد الغاز أن و ،P(atm)الغاز ضغط و a(cm3) األسطوانة مقطع مساحة أن بفرض Vi الحجم

ضد الغاز من المبذول العمل فإن ،d(cm)مسافة المكبس ارتفاع ،أي Vf الحجم إلى هو: الخارجي الوسط

W = P (a.d) = P.(Vf – Vi) = P V

P P P W = 0

Page 9: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

W > 0 W > 0 V Vf Vi V Vf= Vi V Vf Vi

أو الحجم تغيير حاالت في التمدد لعمل البياني التمثيل الضغط

التمدد: عمل حساباإليزوترمية: العملية في

Q = W ومنه ،U = 0فإن: الحرارة درجة ثبوت عند قانون حسب ألنه W = PV السابقة: المعادلة من انطالقا العمل حساب يمكن ال

يتغير أن اإليزوترمي( يجب الحرارة)التحول درجة ثبوت وعند المثالي، الغازالحجم. تغير مع الضغط

مختلفة مقادير على نحصل أن يمكن العمل لحساب السابقة المعادلة تطبيق وعند للعملWmax العظمى النهاية أن الواضح العملية. ومن خطوات وحجم عدد حسبالخطوات. من نهائي ال عدد في التمدد إجراء عند عليها نحصل ما أكبر ويكون فقط، حسابه يمكن اإليزوترمية العملية في التمدد عمل أن نستنتج Qrev = Wmax ومنه: عكسية بطريقة التمدد إجراء حالة في يمكنيلي: كما والحجم للضغط التفاضليين للتغيرين التكامل نجري

Wmax= d(P.V)= V.dP + P.dV V.dP = 0

= P.dV Wmaxمنه: و P= n.R.T/Vلدينا: المثالي الغاز قانون من ولكن

dV/V Wmax= n.R.Tعلى: نحصلPعن بالتعويض و

Vi) Wmax= n.R.T. ln(Vf/ :الشكل من األعظمي التمدد عمل عبارة وتصبح

حرارة درجة عند عكسيا تمددا مثالي غاز من موالت10 تمدد عمل أحسبمثال: حجم من كلفن298

لترات.7 حجم إلى لترات3 Vi) =10.298 ln(7/3) = 20992.7 J = 21kJ Wmax= n.R.T. ln(Vf/ الحل:

IV.الحرارية: للديناميكا األول المبدأالطاقة: حفظ مبدأ(1

ثابتة. للنظام الداخلية الطاقة تكون معزول نظام في تحدث التي العمليات كل في أن يعني وهذا ،تستحدث" وال تفنى ال الطاقة" الطاقة حفظ مبدأ هو القانون هذا

للتغيرات الجبري المجموع

Page 10: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

كلما أنه ذلك معنى الصفر. و تساوي المعزول النظام في الطاقة صور جميع في صور من صورة اختفت

بالعالقة رياضيا عنه التعبير ويمكن المقدار، في مساوية أخرى صورة تظهر الطاقة اآلتية:

U = Q +W من المبذول العمل هو Wو يحررها، أو النظام يمتصها التي الحرارة كمية هيQ حيث

عليه، أو النظام Uللنظام. الداخلية الطاقة في التغير هو

يمكنأننفهممنالمعادلةالسابقةأنمختلفصورالطاقةيمكنأناآلخرالبعضإلىبعضهايتحول

مثلالحرارة،والعملحيثالطاقةخالل محفوظة تكون معزول لنظام الكلية .(Et=0) النظام تطور

فعندمايمتصالنظامكميةمنالحرارةفإنهيستطيعاستغاللهافيبذلفيأوالمحيطالوسطضدعمل

رفعطاقتهأوالقيامباألمرينمعا األول: المبدأ نص(2

توازن حالة إلىA ابتدائية توازن حالة من النظام انتقال خاللها من يتم عملية أي في فإن B نهائية

خالل المتبع بالمسار يتعلق ال النظام يتلقاه الذي والعمل الحرارة كميات مجموع يتعلق وإنما النظام، تحول

األول المبدأ يدعى األساس هذا النهائية. وعلى الحالة و االبتدائية بالحالة فقط بمبدأ الحرارية للديناميكا

النهائية. والحالة االبتدائية الحالة

:U للنظام الداخلية الطاقة(3 عبرB النهائية الحالة إلىA االبتدائية الحالة من يتطور مغلقا نظاما أن لنفرض

ثم(2) و(1) المسارين.(3)المسار عبرAاالبتدائية الحالة إلى العودة متبع مسار كل أجل من النظام يتلقاهما الذين والحرارة العمل عن نعبر أن يمكن

حيث: W1 + Q1 لدينا:B إلى A من(1) المسار

W2 + Q2 لدينا:B إلى A من(2)المسار

W3 + Q3 لدينا:A إلى B من(3)المسار

(1) الحالة االبتدائية

(3) Aالحالة النهائية

B )2)

خالل من يتمB إلى A من التحول الطاقة( على حفظ )مبدأ األول المبدأ تطبيق (2)المسار أو(1)المسار

بكتابة: يسمح (3)المسار خالل من A إلى B من العودة ثم W1 + Q1 + W3 + Q3 = 0

Page 11: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

W2 + Q2 +W3 + Q3 = 0 أن: نستنتج منه و

=constante (W+ Q) مهما وهذا القيمة نفس له تكون مغلق نظام في يتم تحول ألي(W+ Q) المجموع إن المتبع المسار كانالنهاية. ونقطة البداية بنقطة فقط يتعلق وأنه

حالة. دالة وهيUبالرمز لها يرمز والتي الداخلية بالطاقة (W+ Q) المجموع يدعى ونكتب:

( =UB - UA( = )Uf – Ui )(W+ Q) dU = dW + dQ

النظام: تشكل التي الجزيئات طاقة أنواع مجموع عن عبارة الداخلية الطاقة تعتبر الكامنة، كالطاقة

إلخ.... االهتزاز، وطاقة الدوران، وطاقة الحركية، والطاقة

خاصة: حاالت فإن المغلق(، المغلقة)النظام التحوالت من دورة إلى النظام يخضع عندما:1الحالة

الطاقة في التغيرمعدوما. يكون الداخلية

تبادل الخارجي)ال الوسط مع يذكر تبادل ال حيث معزوال، النظام كان إذا :2الحالة عمل(، ال و حرارة

معدوما. يكون للنظام الداخلية الطاقة في التغير فإن ومنه: dU = dQ فإن: dW = 0 حيث dV = 0 ثابت حجم عند التحول تم إذا :3الحالة

(Uf – Ui = )Qv = m Cv .dT (Psys = Pextيكون: حيث الوحيدة الحالة العكسي)وهي التحول حالة في:4الحالة

لدينا:dW = -P.dV ==> dU = dQ – P.dV

:H األنطالبي(4الجوي. الضغط هو ثابت، ضغط عند تجري الكيميائية التفاعالت أغلب ضغط عند يجري تحول خالل المتبادلة الحرارة هي Qp كانت إذا الظروف، هذه في

يمكن فإنه ثابت،كتابة:

U = Uf – Ui = W + Qp = - P.(Vf – Vi ) + Qp = Qp – P.V Qp =U + P.V = (Uf + P.Vf) - (Ui + P.Vi) نستخرج: ومنه لها ويرمزاألنطالبي"" تسمى حالة دالة تمثلQp ثابت ضغط عند المتبادلة الحرارة

وتعطى Hبالرمزبالعالقة: الرياضية عبارتها

H = U + P.V H = Qp = m. Cp .Tحيث:

في كثيرة استخدامات ولها الحرارية، الديناميكا في مهما دورا تلعب األنطالبي دالة الحرارية، الكيمياء

الجوي. الضغط تحت تجري الكيميائية التفاعالت أغلب وأن خاصة

Page 12: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

النظام: وتحوالت التفاعل حرارة(5الثابت الحجم تحوالت(V cste):

U = W +Qلدينا: W = 0يعني: ثابت الحجم U = Qv ومنه:

النظام يتلقاها التي الحرارة فإن ثابت، حجم عند نظام يتطور عندما أنه يعني هذا التغير مقدار تساوي

الداخلية. الطاقة في

مثلة:أ Fe + S FeSالمكثف: الطور تفاعل + 2HCl H2 والنهائية: االبتدائية الغاز موالت عدد بنفس الغازي الطور تفاعل

Cl2 الثابت الضغط تحوالت (P cste):

P = Pext = csteحيث: الضغط ثبوت عندH = Qp إن: ـف

أمثلة: C + O2 CO2الهواء: في االحتراق Na+ + Cl- NaClالماء: في ملح انحالل

األديابتيكي: النظام في التفاعل حرارةU = W ومنه: Q = 0 حيث الخارجي الوسط مع حرارة يتبادل ال النظام

بين العالقةU وHمثالي: لغازH = U + P.Vلدينا: H =U +ng .R.T أو Qp = Qv + ng .R.T

والنهائية. االبتدائية الغاز موالت عدد في التغير مقدار هو ngحيث تفاعالت وخاصة التامة التفاعالت أجل من كثيرة، تطبيقات العالقة لهذه

االحتراق. H = -565,68) حيث298Kعند: الكربون أكسيد أول احتراق تفاعل أكتبمثال:

kJ/mol)، ؟U أحسب ثم

CO(g) + ½O2(g) — CO2(g) U = H –ng R.T

ng = 1 – (1+ 1/2) = - 0,5 mol U = -565,68. 103 – (- 0,5). 8,314 . 298 = - 563,48 kJ/mol

Page 13: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

منهذاالمثالنالحظأنالفرقبينحراراتالتفاعلعندضغطثابت .ضعيفثابتحجموعند

تفاعالت حيثU تحديد من تجريبياH تحديد التفاعالت أكثر في السهل من قليلة الثابت الحجم

الكثيرة. الثابت الضغط بتفاعالت مقارنة الحرارية: السعة 6)

:تعريفات مئوية درجة المادة حرارة درجة لرفع الالزمة الحرارة كمية هي:الحرارية السعة

.(J.K-1)تهادوح واحدة)الكتلة وحدة حرارة درجة لرفع الالزمة الحرارة كمية هيالكتلية: الحرارية السعة 1kg 1 أوg)من

chaleur)الكتلية بالحرارة أيضا وتدعى(J.g-1.K-1) أو(J.kg-1.K-1) بـ المادة. تقاس massique) .

من مول حرارة درجة لرفع الالزمة الحرارة كمية هي :المولية الحرارية لسعةا مئوية درجة المادة

chaleur) النوعية بالحرارة أيضا تدعى كما ،(J.mol-1.K-1)قياسها ووحدة واحدة spécifique).

خاصة: للغازات المولية الحرارية السعة من نوعان هناك Cp الضغط ثبوت وعندCv الحجم ثبوت عند الحرارية السعة

الحجم ثبوت عند وليةمال الحرارية السعة Cv: Qv =Uفإن: الحرارية للديناميكا األول للقانون وفقا غاز، من واحدا موال نعتبر

Qv = Cv .T Qv/T = U/T = Cvومنه: للغاز، الداخلية الطاقة في التغيرUثابت، حجم عند الحرارة كمية Qv حيث

Tدرجة في الفرق . Ti واالبتدائيةTf النهائية الحرارة الضغط ثبوت عند المولية الحرارية السعةCp :

Qp =H فإن: الحرارية للديناميكا األول للقانون وفقا Qp= Cp .Tلدينا:

Page 14: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

Qp/T = H/T = Cp ومنه: بين العالقة Cpو Cv :

:B الحالة إلىA الحالة من ثابت ضغط تحت يتحول مثالي غاز نعتبر dU = Qp + dW

dW = P.dV ، Qp = Cp .T ومنه: ثابت الضغط dU = Cp .T - P.dV بالتالي: و

حيث: واحد مول أجل من المثالي الغاز معادلة نكتب P.V = R.T

P.dV + V.dP = R .dTdP = 0 :إذا P.dV = R .dT

dU: dU = Cp .T – R .dT تصبح بالتعويض dU = Cv .dTالشكل: علىdU كتابة يمكن أخرى جهة من

= Cv .dT dU = Cp .T – R .dTلدينا: Cp .T - Cv .dT = R .dT

حيث:Cv وCp بين العالقة تحدد " التيMayer ماير" عالقة نستنتج منه و Cp – Cv = R

V.الحرارية: للديناميكا األول المبدأ تطبيقات:(état standart) المعيارية الحالة1)

نظر وجهة )من استقرارا األكثر الفيزيائية الحالة هي نقي لجسم المعيارية الحالة T االعتيادية الحرارة ودرجةP الجوي الضغط عند عليها يتواجد ترموديناميكية( التي

(.298K تساوي )عموما قيمته وتعطى ،بالرمز لجسم المعياري لألنطالبي نرمز التعريف هذا من انطالقا

الحرارية. الديناميكا جداول خالل من يساوي المعيارية الحالة قي النقية)العناصر(البسيطة األجسام أنطالبي فإن اصطالحا

الصفر+Cg ، O2، H )مثل

aq،)... :فمثال(graphite) = 0ولكن (diamant) 0 عليها يوجد التي الحالة نحدد أن جدا فمهم العنصر, لذلك نفس عن نتكلم أننا من بالرغم

تشكله. خالل العنصر:(Kirchhoff) كرشوف عالقة 2) التغير هذا مقدار حساب ويمكن الحرارة، درجة بتغير كثيرا المعياري األنطالبي يتأثر ال

بواسطة الطفيفمهمال. الضغط تأثير يكون حيث dH dT = Cp "كرشوف" قانون بالتكامل يعطي الذي كرشوف قانون خالل من الحرارة لدرجة تصحيح إجراء يمكن

العالقة: +Cp(T – 298)

(:Hess )قانون التفاعل أنطالبي حساب 3) تفاعل أي حرارة حساب إمكانية هو الحرارية للديناميكا األول المبدأ تطبيقات أهم أحد

تجريبيا. تحديدها يستحيل كيميائيأجلمنHessقانون كتابة يمكن النهائية والحالة االبتدائية الحالة مبدأ خالل من

:الشكلمنالتفاعل a A + b B — c C + d D

.b+( A)((B)لدينا: حيث .(D)) – )a (C) + d. = )c. التشكل. ألنطالبي يرمز و التفاعل، ألنطالبي يرمز : (enthalpie de formation)التشكل أنطالبي(4

Page 15: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

انطالقا المركب هذا تشكل تفاعل خالل من كيميائي مركب تشكل أنطالبي عن نعبر عناصره من

العناصر لبعض الفيزيائية الحالة يعطي اآلتي المعيارية. والجدول الحالة في مأخوذة المعيارية الحالة في

ONNaCPSHIBrالعنصر رمز الجسمO2N2NaCgraphiteP4S8H2I2Br2النقي

الحالة(l)(s)(g)(s)(s)(s)(s)(g)(g)الفيزيائية

العنصر عليها يكون التي الفيزيائية الحالة إلى االنتباه يجبمالحظة:النقي.أمثلة:kJ.mol-1 277-= اإليتانول: تشكل 2Cg(s) + 3/2 H2(g) + ½O2(g) —

CH3CH2OH(l) تشكلالحديد أكسيدIII:kJ.mol-1 = - 823.5 , 2Fe(s) + 3/2 O2(g) — Fe2O3(s)

النوعية(: )الحرارة الحالة تغير أنطالبي5) الفيزيائية(: حالته للمادة)تغير فيزيائي بتحول األمر يتعلق

H2O(s) مثل: السائلة، الحالة إلى الصلبة الحالة من المادة تحول هو االنصهار: H2O(l)

هي التحول لهذا العكسية والعملية ،Lf أو التحول هذا ألنطالبي ويرمز .التجمد

H2O(l) H2O(g)مثل: الغازية، الحالة إلى السائلة الحالة من المادة تحول هو التبخر:

هي التحول لهذا العكسية والعملية ،Lvap أو التحول هذا ألنطالبي ويرمز .التمييع

المرور دون الغازية الحالة إلى مباشرة الصلبة الحالة من المادة تحول هو لتصعيد:ا السائلة. بالحالة

.التكثيف هي التحول لهذا العكسية والعملية I2(s) I2(g)مثل: البنية على تطرأ التي التغيرات الفيزيائية الحالة تغير ضمن ندرج أن أيضا يمكن

للمادة. البلوريةالماس. إلى الغرافيت تحول C(d) C(g)مثل:

اإلشارة في فقط العكسية حالته أنطالبي مع فيزيائي تحول أي أنطالبي يختلفمالحظة: .المقدار في يساويه بينما

248 +يساوي: العكسي التحول أنطالبي فإن،Lf = -248 kJ/mol = كانت إذا فمثالkJ/mol

الروابط: طاقات خالل من التفاعل أنطالبي حساب6) 2H2(g) + O2(g) 2H2O(g)التالي: المثال نأخذ

2) و(4Hمعزولة ذرات إلعطاء(O=O)ورابطة(H-H) لرابطتين كسر هناك أن نالحظO، ما سرعان

الماء. من جزيئين في متمثلة(O-H)الشكل من جديدة روابط أربعة تشكل ;kJ/mol = 436 kJ/mol ; = 428 kJ/mol 495= المعطيات:

- =345 kJ/mol + + 2 = - 4

Page 16: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

VI .ومبدأ المنزلية الثالجة حول توثيقي بحث والتدفئة التبريد دورة عملها.

يوضح الشكل فكرة عمل المحرك الحراري وتوضح األسهم انتقال الحرارة والشغل النظام. المبذول بواسطة

فهي عكس فكرة عمل المحرك الحراري حيثRefrigeratorأما فكرة عمل الثالجة ليقوم النظام من الشغل الخارجي الذي يبذل على النظام تقوم الثالجة باستخدام

خالل دورة ثيرموديناميكية بامتصاص الحرارة من المستودع البارد وفقد حرارة إلى المستودع الساخن. وبهذا تقوم الثالجة بتبريد المستودع الحار من خالل امتصاص

الحرارة منه وهو الجزء الموجود داخل الثالجة المنزلية. .refrigerantويسمى النظام الذي يقوم بدورة التبريد في الثالجة باسم

ولتوضيح فكرة عمل الثالجة سنقوم باستخدام محرك ستيرلنج ولكن من خالل عكس.تدورة عمله التي سبق وأن شرح

Home Refrigerator لثالجة المنزليةا عمل الثالجة المنزلية بالحفاظ على درجة حرارة منخفضة للمواد داخل الثالجة حيثت

يكون داخل الثالجة هو المستودع البارد وطرد الحرارة إلى المستودع الحار وهنا هو خارج وتقوم الثالجة وهذا يفسر ارتفاع درجة حرارة الوسط المحيط بالثالجة من الخارج.

فكرة عمل الثالجة المنزلية من خالل دورة الغاز وهو غاز الفريون والذي تم اختياره

Page 17: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

لمواصفاته المناسبة للتبريد حيث أن غاز الفريون النقطة الحرجة له عند درجة حرارةالغرفة والضغط الجوي.

يوضح الشكل المقابل فكرة عمل الثالجة من خالل دورة ثيرموديناميكية لغاز الفريون

وعندLiquid storageويكون في البداية غاز الفريون في الحالة السائلة ومتواجد في يقوم ببذل شغل على الغاز لدفعه من خالل صمام الـCompressorتشغيل الثالجة فإن الـ

Throttling الذي يحول السائل إلى رزاز ليساعد على تبخيره عندما يصل إلى الـ Evaporator من المستودع البارد )داخل الثالجة( وتحت تأثيرQcحيث يكتسب رزاز الفريون حرارة

حيث يتكثف غاز الفريون على Condenser ينتقل الغاز إلى المكثف Compressorالمضخة إلى المستودع الحار ويتحول الغاز إلى سائل ويعودQhسطح المكثف ويطرد حرارة

لتتكرر الدورة السابقة.Liquid storageالسائل إلى

يوضح الشكل غاز الفريون في الثالجة المنزلية على منحنى الضغط والحجم والتي تتكون من المراحل التالية:

والتيthrottling process عملية تحويل السائل إلى رزاز 2إلى 1المرحلة من ينخفض فيها الضغط

ودرجة الحرارة. تبخر السائل عند درجة حرارة ثابتة وضغط ثابت حيث يمتص3 إلى 2  المرحلة من

Qcالغاز كمية حرارة من المستودع البارد يؤدي إلى تبريد المواد داخل الثالجة.

Page 18: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

ضغط الغاز في عملية اديباتيكية ترتفع درجة حرارة الغاز إلى4إلى 3 المرحلة من .Thدرجة أعلى من

عند ضغط ثابت تنخفض درجة حرارة الغاز نتيجة تكثفه إلى1إلى 4المرحلة من Th.

Coefficient of Performanceمعامل اإلنجاز للثالجة   حيث أن دورة الثالجة هي عكس دورة الماكنة الحرارية فال يمكن احتساب كفاءة الثالجة ولذلك سنقوم بتعريف كمية فيزيائية جديدة وهي معامل اإلنجاز والذي يعرف على النحو

التالي:

Example: If the coefficient of performance of a refrigerator is 5 find the ration of the heat rejected to the work done on the refrigerant.

للحرارة وهذا يعني أن فكرة عملل من جو6وهذا يعني أن لكل جول شغل ينطلق رة التي استخدمت لتصنيع أجهزةفكهي الوالثالجة يمكن استخدامها في التدفئة والتبريد

.التكييف

Page 19: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

تطبيقيـة تماريـن

Page 20: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

:1تمرين :الروابط طاقة أن علما C2H5OH الغازي لإليتانول التشكل أنطالبي أحسب

EC-C = -347.3 KJ.mol-1.EC-H = -415.9 KJ.mol-1.EO-H = -461.9 KJ.mol-1.EC-O = -344.0 KJ.mol-1.

لـ بالنسبة التفكك طاقة وكذلك : ∆H H2 = 432.2 KJ.mol-1.

∆H O2 = 494.1 KJ.mol-1. أنطالبي و Sublimation :للكربون

∆Hsub = 712.2 KJ/mol. -KJ.mol-l 238.05 التجريبية القيمة مع عليها المتحصل النتيجة بين قارن-

اإلجابة: 2C)s) + 3H2 + ½ O2 ∆H°f )éth)

C2H5OH

2∆Hsub )C)

+ 3∆Hd )H2) EC-C

+ 1/2 ∆Hd )O2) +5 EC-H + EC-O + EO-H

2C)g) + 6H +O

∆H°f )ethanol) = 2∆Hsub)C) + 3∆Hd)H2) +1/2 ∆Hd)O2) + EC-C + 5EC-H +EC-O +EO-H

∆H°f )éthanol) = -259.3 KJ.mol-1

انطالقا عليها المتحصل والقيمة التطبيقية القيمة بين المالحظ االختالف إن - للرابطة المجاور المحيط االعتبار بعين نأخذ ال أننا من ناتج الروابط طاقة من .

« Degré de substitution des atomes de carbone, encombrement stérique, isomérie »:2تمرين

وفق °م200 حرارة درجة عند اإليتان لتشكل العياري األنطالبي احسب اآلتي: التفاعل

2C)s) + 3H2 )g) C2H6 )g)

أن: علما ∆H°298 = -84.6 KJ/mol. Cp)H2) = 28.8 JK-1mol-1. Cp)Csolide) = 11.3 JK-1mol-1. Cp)C2H6) = 64.4 JK-1mol-1.

Page 21: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

:اإلجابة 473

∆H°473 = ∆H°298 -∫ )64.4 dT + 2*11.3 dT – 3*28.8 dT). 298

= - 84.6 * 103 – 44.6 )473 -298) = -92.4 KJ.mol-1.

∆H° 473= -92.4 KJ/mol

:3تمرينالحرارية سعته C=732 J.K-1 يحتوي « adiabatique » عازل حراري مسعر

°م10 درجة عند ماء كغ3 له نضيف. 20 للحرارة .C° ماء كغ2 على درجة

أديبتيك كلمة تعني ذاما- أ Adiabatique ؟ للماء الحرارية السعة أن نعتبر التوازن، عند المزيج حرارة درجة أحسب- ب

ضغط عندالحرارة من المجال هدا وفي ثابت Cp = 4.184 JK-1g-1 ؟

اإلجابة: + مسعر" "ماء الجملة إلى تنتقل التفاعل من المحررة الحرارة كمية إن

في االرتفاع فإن ومنهيلي كما حسابها يمكن الحرارة درجة :

ثابت حجم عند تفاعل حالة في - : V = cte ∆U = Q + W ∆U = Q - ∫ Pdv = Qv

∆U = Qv

ثابت: ضغط عند تفاعل حالة - في P = cte dH = dU + dPV

= dQ – PdV + PdV + VdP

0 ∆H = Qp Qp = ∫m Cp dT

Q1 = )m eau × Cp eau + C calorimètre) )Tf – Ti)

للحرارة: عازل النظام كان إذا Si le système est adiabatique Σ Q = 0

)2000 × 4.184 +732) )Tf – 20) + )3000 × 4.184) )Tf -10) = 0

Page 22: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

Tf = 13.86 °C:4تمرين

التالية المعطيات و الثوابت جدول قيم خالل من :التالية الغازية للمركبات : Exothermique اإلحتراق أنطالبي -

- Chaleur de combustion exothermique : - C2H4 : 331.6 kcal/mole.

- C2H4Cl2 : 367.1 kcal/mole.

Enthalpie de formation التشكل أنطالبي : - ∆Hf CO2 = -94 Kcal/mol. ∆Hf H2O = -68.4 Kcal/mol.

. C2H4Cl2 و C2H4 1- لـ االحتراق معادلة أكتبالمركبين لهدين التشكل أنطالبي استنتج -2 .

التالي التفاعل خالل المحررة الحرارة حسبأ -3 : C2H4 + Cl2 C2H4Cl2

لتالية الروابط أنطالبي تعطي :

lieu C )solide) C-C )hydrocarbures) C-H

H : Kcal/mol 171.7 83 98.2

اإلجابة: : H-H للرابطة الروابط أنطالبي إستنتاج مع C2H4 - اإلحتراق معادلة

C2H4 + 3O2 2 CO2 + 2H2O ∆H1 = -331.6 Kcal. C2H4Cl2 + 3O2 2 CO2 + 2H2O + Cl2 ∆H2 = -367.1 Kcal.

: Hess قانون بتطبيق ∆H1 = 2 ∆Hf

CO2 + 2 ∆HfH2O - ∆Hf

C2H4 - 3 ∆HfO2

∆H2 = 2 ∆HfCO2 + 2 ∆Hf

H2O + ∆HfCl2 -∆Hf

C2H4Cl2 - 3 ∆HfO2

∆HfO2 = ∆Hf

Cl2 = 0 فإن بالتعرف :

:ومنه ∆Hf

C2H4 = 2 )-94) + 2)-68.4) – )-331.6) = 6.8 Kcal. ∆Hf

C2H4Cl2 = 2 )-94) + 2)-68.4) – )-367.1) = 42.3 Kcal.

نجد: أيضا المعادلة هذه علىHess قانون وبتطبيق C2H4 + Cl2 C2H4Cl2 ∆H = 42.3 - 6.8 = 35.5 Kcal

2C)s) + 2H2 C2H4 ∆HfC2H4

∆HfC2H4 = 2 Hat)Csolide) + 2 Hat )H-H) + Hfor )c-c) + 4Hfor )C-H)

6.8 = 2)+171.7) + 2Hat )H-H) + )-83) + 4)-98.2) Hat )H-H) = 69.6 Kcal

Page 23: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

: 5تمرين عند823K و 273K حرارة درجتي بين التفاعل أنطالبي بين الفرق أحسب

ثابت ضغطالتالي: للتفاعل بالنسبة

2/1 N2)g) + 3/2 H2)g) NH3)g)

Cp )H2) = 27.25 + 3.2 × 10-3 TJ.K-1.mol-1.

Cp )N2) = 27.84 + 4.2 × 10-3 TJ.K-1. mol -1.

Cp )NH3) = 29.72 + 2.5 × 10-2 TJ.K-1. mol -1.

823 اإلجابة:

∆H°823 - ∆H°273 = ∫ ∆Cp dT. 273

∆Cp = Σ Cp (produits) - Σ Cp (reactifs) ∆Cp = 29.72 + 2.5×10-2 T- [3/2) 27.25 + 3.2×10-3 T ) + 1/2) 27.84 + 4.2×10-3 T )]

∆Cp = -25.075 + 1.81 × 10-2 T

823

∆H°823 - ∆H°273 = ∫ -25.07dT + 1.81 × 10-2 T.dT.

273 ∆H°823 - ∆H°273 = -25.07 )823 – 273) + 1.81× 10 – 2/2)8232 -2732)

∆H°823 - ∆H°273 = -8.3 KJ mol-1.

∆H°823 - ∆H°273 = - 8.3 KJ mol-1.

: 6تمرين من ملJ.K-1 ، 100 200.64 تساوي حرارية سعة ذو حراري مسعر داخل نمزج

الحرارة درجة حيث الصودا من مل200 و H2SO4 الكبريتات حمض محلول درجة ترتفع ذلك وبعد المسعر، حرارة درجة نفس وهي C°22.50 تساوي هي للمحلول الحرارية السعة أن علما C°30.14 لتصبح الخليط حرارة

4.0755 J.g-1.k-11.036 الحجمية وكتلتهg.cm-3 .H2SO4 من مول لواحد KJ.mol-1 1- بالـ التعديل أنطالبي أحسب

. HCl 2- من مول لواحد التعديل أنطالبي إستنتج الظروف نفس في

اإلجابة: التعديل انطالبي - حساب1

H3O+ + OH- 2H2O

Page 24: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

200.64 )30.14 – 22.50) + msol ×Csol )30.14 – 22.50) + Qp = 0

msol = .V = )200 +100)×1.036 = 310.8 g

H2SO4 0.1 لتعديل من مول Qp = -11.21 kJومنه ∆H°H2SO4 = -112.1 KJ.mol-1 مول1 أجل من إذن

إذن أحادي حمض ) ): HCl 2- لـ انطالبي استنتاج ∆H° HCl = ∆H° H2SO/2 KJ.mol-1

∆H° HCl = -56 KJ.mol-1

: 7تمرين الكامنة. الطاقة هي H حيث H=U+PVبـ: ما لنظام األنطالبي يعرف

طاقة. عن عبارة أيضا هو األنطالبي أن على أ- برهن األنطالبي. عبارة ب- إشتق dU=dQ-PdV.أن: علماdH المشتقة هذه عن جـ- عبر ؟ تستنتج ماذا ثم ثابت ضغط عند dH عبارة د- أعط ؟ تستنتج ماذا ثم ثابت حجم عند dU عبارة ه- أعط

:8تمرين م10 يدخل للحرارة عازلة آلة داخل m . بار5 ضغط عند الهواء من (10

3( 3

31.5. m6.47 3 حجم و بار1 ضغط عند ويخرج MJ عمل يحدث الهواء هذا يساوي

اآللة داخل للهواء الكامنة والطاقة الحركية الطاقة في التغير بإهمال .للهواء واألنطالبي الداخلية الطاقة في التغير أحسب - .

:اإلجابة U= -4.62 MJ . H= -6.4 MJ

:9تمرين التالية المعادلة خالل من : NO(g) أحادي لغاز التشكل أنطالبي أحسب

اآلزوت أكسيد N2)g) + O2)g) 2NO)g)

التالية: التفاعالت تعطي NO)g) + ½ O2)g) NO2)g) ∆H= -56.6 KJ/mol. de NO2

N2)g) + 2O2)g) 2NO2)g) ∆H= 33.8 KJ/mol. de NO2

Page 25: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

االجابة: ∆H= 147 KJ/mol.

:10تمرينالتالية التفاعل المعادالت خالل من :

SO3)g) + H2O )l) H2SO4)l) ∆H= -80 KJ/mol.

S)s) + 3/2 O2)g) SO3 )g) ∆H= -395 KJ/mol.

H2)g) + O2)g) H2O)l) ∆H= -286 KJ/mol.

تشكله التي العناصر من إنطالقا الكبريتات لحمض التشكل أنطالبي أحسب : S)s) + H2)g) + 5/2 O2)g) H2SO4)l)

اإلجابة: ∆Hf= - 761 KJ/mol.

:11تمريناآلتية: المعادالت من انطالقا

H2)g) + O2)g) H2O)g) ∆H= -242 KJ/mol. H2)g) + O2)g) H2O)l) ∆H= -286 KJ/mol. S)s) + 3/2 O2)g) SO3)g) ∆H= -396 KJ/mol. S)s) + H2)g) + 2O2)g) H2SO4)l) ∆H= - 811 KJ/mol.

الماء مع الغازي الكبريت أكسيد لثالثي أنطالبي أحسب - : SO3)g) + H2O)l) H2SO4)l)

اإلجابة: ∆H= -129 KJ/mol.

:12تمرين الكربون غ6 إحتراق تفاعل من عليها المتحصل التجريبية النتائج يديك بين

مسعر داخل :غ500 هي المسعر داخل الموجودة الماء كتلة - .

.15°C - يساوي التجربة خالل الحرارة درجة في التغير 4.2 J/g. °C للماء (Chaleur Spécifique) - النوعية الحرارة

Page 26: Thermodynamique الديناميكا الحراريةbyislem.y.b.f.unblog.fr/files/2011/01/3thermodynamique.doc · Web viewThermodynamique الديناميكا الحرارية الديناميكا

التفاعل هذا من المحررة الحرارة كمية أحسب - .االجابة:

Q = 31500 J

:13تمرين علما الكربون أكسيد ثاني من غ22 لتفكيك الالزمة الحرارة كمية هي ما

:أن CO2)g) C)s) + O2)g) ∆H= 394 KJ.

االجابة: Q = 197 KJ

:14تمرين التالية المعطيات من إنطالقا : CH4 إحتراق عن الناتجة الحرارة كمية أوجد

الميثان من غ4التالي: التفاعل - معادلة

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O ل1 هو الماء حجم - .

20°C - للماء االبتدائية الحرارة درجة 32°C - للماء النهائية الحرارة درجة

4.18 J/g.°C - هي للماء الحرارية السعة ::االجابة

Q = 50.16 KJ

: 15تمرين حراري، مسعر داخل الماء من غ100 في NaOH من غ2 كتلة بإذابة نقوم

التغير نسجل . C°5بمقدار المحلول درجة في

؟الماء في NaOH - الـ إنحالل عملية خالل المحررة الحرارة كمية هي ما )Chaleur Massique) 4.19 J/g.°C هي للماء الكتلية الحرارة أن علما :

االجابة: Q = 2095 J