1 / 63

Thermodynamics

Thermodynamics. อุณหพลศาสตร์ ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ งาน ความร้อน พลังงานภายใน. กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ สภาวะและสมดุล เอนทัลปี ความจุความร้อนจำเพาะ เอนโทรปี พลังงานกิบส์. By Assist. Dr. Wancheng Sittikijyothin. Thermodynamics. วัตถุประสงค์.

rachel-puckett
Download Presentation

Thermodynamics

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Thermodynamics • อุณหพลศาสตร์ • ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ • งาน • ความร้อน • พลังงานภายใน • กฎข้อที่หนึ่งของเทอร์โมไดนามิกส์ • สภาวะและสมดุล • เอนทัลปี • ความจุความร้อนจำเพาะ • เอนโทรปี • พลังงานกิบส์ By Assist. Dr. Wancheng Sittikijyothin

  2. Thermodynamics วัตถุประสงค์ • ให้นิสิตทราบถึงนิยามของเทอร์โมไดนามิกส์ ความร้อน • ให้นิสิตสามารถคำนวณหางานและพลังงานภายในได้จากกฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ • ให้นิสิตทราบถึงนิยามของเอนทัลปี และความจุความร้อน 2/63

  3. Thermodynamics Thermodynamics อุณหพลศาสตร์ เป็นวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับพลังงาน งาน การเปลี่ยนแปลงพลังงาน เมื่อสสารเกิดการเปลี่ยนแปลงทั้ง ทางกายภาพและทางเคมี ข้อมูลทางอุณหพลศาสตร์ จะใช้ในการทำนายว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นได้เองหรือไม่ แต่จะไม่สามารถบอกอัตราเร็วของปฏิกิริยาได้ 3/63

  4. Thermodynamics ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ เทอร์โมไดนามิกส์ เป็นวิชาที่เกี่ยวกับพลังงาน และมวลสารที่แน่นอนจำนวนหนึ่ง หรือปริมาตรที่แน่นอนบริเวณหนี่ง ซึ่งมวลสารที่แน่นอนจำนวนหนึ่งที่กำลังศึกษาถึง เรียกว่า “ระบบเทอร์โมไดนามิกส์” (Thermodynamic System) ส่วนสิ่งที่อยู่ภายนอกระบบทั้งหมดเรียกว่า “สิ่งแวดล้อม” (Surrounding) ระบบถูกแยกออกจากสิ่งแวดล้อมโดยขอบเขตของระบบ (Boundary) 4/63

  5. Thermodynamics ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ ขอบเขตอาจอยู่กับที่ (Fixed Boundary) หรือขอบเขตที่เคลื่อนที่ได้ (Moving Boundary) 5/63

  6. Thermodynamics ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ ยกตัวอย่าง สารละลายกรดไฮโดรคลอริก 1 M มีเนื้อกรดอยู่ 1 โมล ในสารละลาย 1 ลิตร สารละลาย 1 ลิตร (น้ำ 1 ลิตร ) = 55.5 โมล ระบบ = กรด 1 โมล สิ่งแวดล้อม = น้ำ 55.5 โมล ภาชนะ อากาศนอก-ในภาชนะ ฯลฯ 6/63

  7. Thermodynamics ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ • ระบบในทางเทอร์โมไดนามิกส์ แบ่งเป็น 3 ลักษณะ คือ • ระบบปิด (Closed System) คือ ระบบที่ไม่มีการถ่ายเทมวล แต่ยอมให้มีการถ่ายเทพลังงาน ผ่านขอบเขตของระบบ ซึ่งเป็นระบบที่มีมวลคงที่ บางครั้งเรียกว่าระบบที่มีมวลควบคุม (Control Mass) 7/63

  8. Thermodynamics ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ 2. ระบบเปิด (Open System) คือ ระบบที่ยอมให้มีการถ่ายเทมวล พลังงานผ่านขอบเขตของระบบ หรือเรียกว่า ปริมาตรควบคุม(Control Volume) 8/63

  9. Thermodynamics ระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ 3. ระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) คือ ระบบที่ไม่มีการถ่ายเทมวล และไม่มีการถ่ายเทพลังงานผ่านขอบเขตของระบบให้กับสิ่งแวดล้อมภายนอก 9/63

  10. Thermodynamics สภาวะและสมดุล สภาวะ (State) คือการกำหนดสภาพที่แน่นอนของระบบ เช่น เมื่อเริ่มต้นการเกิดกระบวนการ มีค่าคุณสมบัติต่างๆ ได้แก่ มวล ปริมาตร อุณหภูมิ ความดันของระบบเป็นปริมาณเท่าไหร โดยแทนสภาวะเริ่มต้นด้วยตัวเลข 1 สำหรับที่สภาวะสุดท้ายของ การเกิดกระบวนการแทนด้วย ตัวเลขเช่นเดียวกัน 10/63

  11. Thermodynamics สภาวะและสมดุล สมดุล (Equilibrium) คือการที่คุณสมบัติของสสารในระบบอยู่ในสาภาวะที่ไม่มีการเปลี่ยนแปลง เช่น สมดุลทางความร้อน (Thermal equilibrium) สมดุลทางสถานะ (Phase equilibrium) สมดุลทางเคมี (Chemical equilibrium) เป็นต้น 11/63

  12. Thermodynamics พลังงาน • พลังงาน (Energy) ที่ถ่ายเทเข้า-ออกระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ได้ • มี 2 รูปแบบ คือ • ความร้อน (Heat) เกิดจากผลต่างของอุณหภูมิ • งาน (Work) เป็นการถ่ายเทพลังงานรูปอื่นๆ นอกเหนือจากสาเหตุ ของผลต่างของอุณหภูมิ คืองานทั้งสิ้น System surrounding Energy(Q, W) 12/63

  13. Thermodynamics 1. ความร้อน หน่วยของความร้อน ตั้งอยู่บนพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของน้ำหนึ่งหน่วยมวล ดังนั้น แคลลอรี (Calorie) เป็นปริมาณความร้อนซึ่งเมื่อถ่ายเทให้กับน้ำหนึ่งกรัม ทำให้น้ำมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้น 1 องศาเซลเซียส บริทิชเทอร์มอลยูนิต (British thermal unit) หรือ Btu เป็นปริมาณความร้อนซึ่งเมื่อถ่ายเทให้กับน้ำ 1 ปอนด์มวล ทำให้น้ำมีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นหนึ่งองศาฟาเรนไฮต์ 13/63

  14. Thermodynamics System T = 20oC Surrounding T = 90oC Q 1. ความร้อน ความร้อน (Heat, Q) คือ พลังงานที่ถ่ายเทข้ามขอบเขตของระบบกับสิ่งแวดล้อมที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน “ความร้อนไหลจากวัตถุที่มีอุณหภูมิสูงไปยังวัตถุที่มีอุณหภูมิต่ำเสมอ” เมื่อวัตถุที่ร้อนสัมผัสกับวัตถุที่เย็น วัตถุที่ร้อนจะเย็นลง วัตถุที่เย็นจะร้อนขึ้น เรียกว่า “มีการถ่ายเทความร้อน (Heat transfer)” 14/63

  15. Thermodynamics Surrounding T = 20oC System T = 90oC - Q 1. ความร้อน ระบบสูญเสียความร้อน (Exothermic change) DT = T2- T1= เครื่องหมายเป็นลบ สภาวะที่ 1 Surrounding T = 20oC System T = 30oC สภาวะที่ 2 - Q DT = T2- T1= 30oC – 90oC = -60oC 15/63

  16. Thermodynamics Surrounding T = 80oC System T = 10oC +Q 1. ความร้อน ระบบได้รับความร้อน (Endothermic change) DT = T2- T1= เครื่องหมายเป็นบวก สภาวะที่ 1 Surrounding T = 80oC System T = 30oC สภาวะที่ 2 +Q DT = T2- T1= 30oC – 10oC = 20oC “ถ้าไม่มีผลต่างอุณหภูมิ ก็ไม่มีการถ่ายเทความร้อน” Q = 0, DT = 0 16/63

  17. “ถ้าระบบ A และ B อยู่ในภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ และ ระบบ B และ C อยู่ในสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์แล้ว ระบบ A และ C จะอยู่ในภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ด้วยเช่นกัน” เราเรียกกฎนี้ว่า “กฎข้อที่ศูนย์ทางเทอร์โมไดนามิกส์” 17/63

  18. Thermodynamics 2. งาน งาน (Work, W) เกิดจากแรงที่กระทำต่อวัตถุ จนวัตถุนั้นเคลื่อนที่ไปตามแนวแรง งาน = แรง x ระยะทางที่วัตถุเคลื่อนที่ไปตามแนวแรง งานมีหลายรูปแบบ เช่น งานกล งานจากไฟฟ้า และงานจากสนามแม่เหล็ก ในแง่ของเทอร์โมไดนามิกส์สนใจเฉพาะงานกล โดยเฉพาะระบบที่ศึกษาส่วนใหญ่เป็นแก๊ส งานกลที่เกิดขึ้นจึงเกี่ยวข้องกับการขยายตัวของแก๊ส (ปริมาตรของแก๊สเพิ่มขึ้น) 18/63

  19. Thermodynamics 2. งาน งานในทางเทอร์โมไดนามิกส์ คือ “การเปลี่ยนแปลงปริมาตรของระบบภายใต้อิทธิพลของความดันภายนอก” W = Fx.dX 19/63

  20. Thermodynamics 2. งาน ในกรณีที่เป็น free expanding คือ ก๊าซในระบบโดดเดี่ยว (Isolated system) เกิดการขยายตัวเองอย่างอิสระไปยังบริเวณที่เป็นสูญญากาศ และเป็นกระบวนการอุณหภูมิคงที่ (Isothermal process) W = 0 เนื่องจากไม่มีการเคลื่อนที่ของเส้นขอบเขต (boundaries) 20/63

  21. Thermodynamics 2. งาน W = -PDV งาน คือ การเปลี่ยนแปลงปริมาตรภายใต้แรงดันภายนอกที่คงที่ เครื่องหมาย งานที่สิ่งแวดล้อมทำให้ระบบ มีค่าเป็นบวก เช่นงานที่ใส่ให้ปั๊ม ทำงาน งานที่ใส่ให้ใบพัดหมุน งานที่ระบบทำให้สิ่งแวดล้อม มีค่าเป็นลบ เช่นการขยายตัวของแก๊ส หน่วยของงาน: J หรือ N m หรือ kg m2/s2 21/63

  22. work out (-W) (-Q) Work in (+W) (+Q) 2. งาน ตัวอย่าง เครื่องหมายและทิศทางการเข้า-ออก ของพลังงาน (ความร้อน และงาน) ผ่านระบบทางเทอร์โมไดนามิกส์ 22/63

  23. Thermodynamics 2. งาน งานที่กระทำโดยระบบเทอร์โมไดนามิกส์ มีค่าเท่ากับพื้นที่ใต้กราฟ W = พื้นที่ใต้กราฟ = พื้นที่สามเหลี่ยม+ พื้นที่สี่เหลี่ยม (งานที่ได้มีเครื่องหมายเป็น + เนื่องจากเป็นงานที่สิ่งแวดล้อมทำให้ระบบ) แผนภาพแสดงค่าระหว่าง Pกับ V 23/63

  24. Thermodynamics งาน ขึ้นอยู่กับระยะทางที่ใช้ V1, P1 V1, P1 P1 P2 V2, P2 V2, P2 V1 V2 V1 V2 กระบวนการ A กระบวนการ B 24/63

  25. Thermodynamics ตัวอย่างที่ 1ในกระบอกสูบสภาวะเริ่มต้นมีปริมาตร 0.1 m3ความดันเท่ากับ 300 kPa จากนั้นเมื่อแก๊สภายในถูกเผาจนร้อนขึ้น จนกระทั่งปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็น 2 เท่า ความดันสุดท้ายมีค่าเท่ากับ 100 kPa จงหางานที่กระทำโดยแก๊ส วิธีทำ = พื้นที่ใต้กราฟ = 100 kPa (0.2-0.1)m3 + [(0.1m3 x 200kPa)/2] = - 20 kJ เป็นลบ เนื่องจากระบบทำงาน (แก๊สขยายตัว) 25/63

  26. Thermodynamics พลังงานภายใน พลังงานภายใน (Internal Energy, U) ของสารใดๆ หมายถึงผลรวมของพลังงานจลน์ เนื่องจากการเคลื่อนที่ (Translation) การหมุน (Rotation) และการสั่น (Vibration) ของโมเลกุลในสาร พลังงานจลน์ เนื่องจาก การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอน โปรตรอน และนิวตรอน พลังงานศักย์เนื่องจากมวลนิ่งของอนุภาคเหล่านั้นด้วย 26/63

  27. Thermodynamics กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ ความร้อนและงาน เป็นพลังงานรูปแบบหนึ่งซึ่งสามารถเปลี่ยนรูปได้ และผลรวมของพลังงานทั้งหมดมีค่าคงที่ หรือ เรียกว่า กฏการอนุรักษ์พลังงาน (Conservation of Energy) ซึ่งเป็น “กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์” 27/63

  28. Thermodynamics กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ D(Energy of the system) + D(Energy of surroundings) = 0 D(Energy of the system) = - D(Energy of surroundings) D(Energy of system) = นิยมใช้เครื่องหมายบวก เมื่อระบบได้รับพลังงานจากสิ่งแวดล้อม 28/63

  29. Thermodynamics กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ = D(Energy of surroundings) = D(Energy of the system) = สมการนี้หมายความว่า การเปลี่ยนแปลงพลังงานทั้งหมดในระบบปิด จะเท่ากับพลังงานสุทธิที่ถ่ายเทเข้าสู่ระบบในรูปความร้อน และงาน 29/63

  30. Thermodynamics กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ ในระบบปิด มวลของสารในระบบปิดจะมีค่าคงที่ ไม่มีสารไหลเข้าและออกจากระบบ จึงไม่มีการถ่ายเทพลังงานที่มาพร้อมกับสสารผ่านขอบเขตของระบบ ในระบบเปิด มีสสารผ่านขอบเขตของระบบ จึงมีการไหลของพลังงานมาพร้อมกัน 30/63

  31. Thermodynamics กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ สำหรับระบบปิดพลังงานที่เปลี่ยนแปลงในระบบจะเป็นการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายใน ดังนั้น จะได้ว่า ค่า Utเป็นพลังงานภายในทั้งหมดของระบบ เมื่อเขียนในรูปอนุพันธ์ ค่า Ut, Q และW มีหน่วย J หรือ calorie (ft.lbf) และ Btu 31/63

  32. Thermodynamics กฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ สำหรับระบบที่เป็นเนื้อเดียวกัน สามารถแสดงค่าพลังงานภายในรวมได้ สำหรับระบบที่มี nโมล จึงเขียนได้ดังนี้ เมื่อn = 1 และ 32/63

  33. Thermodynamics • ตัวอย่างที่ 2ให้หาการเปลี่ยนแปลงของพลังงานภายในของระบบ เมื่อ • พลังงานความร้อนขนาด 1000 J ไหลเข้าสู่ระบบ ในขณะเดียวกันระบบทำงานขนาด 400 J • ระบบทำงานขนาด 800 J เมื่อมีการถ่ายเทพลังงานความร้อนออกจากระบบขนาด 500 J วิธีทำ ก) = 1000 J + (- 400 J) = 600 J ข) = -500 J + (-800 J) = -1300 J 33/63

  34. Thermodynamics เอนทัลปี เอนทัลปี (Enthalpy, H) เป็นฟังก์ชันสภาวะ (State Function) คือเป็นคุณสมบัติที่ไม่ขึ้นกับวิถีทางของกระบวนการ แต่ขึ้นอยู่กับสภาวะปัจจุบัน ซึ่งสามารถเขียนได้ดังสมการ การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี (DH) คือ ปริมาณความร้อนที่ผ่านเข้า หรือออกจากระบบในกระบวนการที่ความดันคงที่ 34/63

  35. Thermodynamics เอนทัลปี เนื่องจาก U, Pและ Vต่างก็เป็นฟังก์ชันสภาวะHจึงเป็นฟังก์ชันสภาวะเช่นกัน เมื่อเกิดปฏิกิริยาเคมี การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี คือ DH = DU +D(PV) = DU + PDV + VDP จากกฎข้อที่หนึ่งทางเทอร์โมไดนามิกส์ DU = Q+W = Q - PDV DH = Q – PDV + PDV + VDP = Q + VDP ถ้าปฏิกิริยาเกิดขึ้นที่ความดันคงที่ DP = 0 จะได้ DH = QP 35/63

  36. Thermodynamics aA +bB cC + dD เอนทัลปี ถ้าระบบประกอบด้วยสารที่เป็นของแข็ง หรือของเหลว การเปลี่ยนแปลงความดัน และปริมาตรจะมีค่าน้อยมากจนถือได้ว่า D(PV)= 0และDH = DU สำหรับปฏิกิริยาซึ่งเกิดขึ้นดังสมการ โดยที่สาร A, B, C และ D มีเอนทัลปีต่อโมลเป็น HA, HB, HCและ HD 36/63

  37. Thermodynamics aA +bB cC + dD เอนทัลปี โดยที่สาร A, B, C และ D มีเอนทัลปีต่อโมลเป็น HA, HB, HCและ HD การเปลี่ยนแปลงเอนทัลปี คือ DH = cHC + dHD – aHA - bHB = (cHC + dHD) – (aHA + bHB) และสำหรับปฏิกิริยาใดๆ จะเขียนได้ว่า คือผลรวมของเอนทัลปีของสารผลิต คือผลรวมของเอนทัลปีของสารตั้งต้น 37/63

  38. Thermodynamics เอนทัลปี ในกรณีที่ Qมีค่าเป็นลบ หมายความว่า ในการเกิดปฏิกิริยานี้ ระบบคายความร้อนให้แก่สิ่งแวดล้อม DHก็จะมีค่าเป็นลบด้วย และปฏิกิริยาที่เกิดขึ้น เรียกว่า “ปฏิกิริยาคายความร้อน (Exothermic reaction) ในทางตรงข้าม สำหรับ “ปฏิกิริยาดูดความร้อน (Endothermic reaction) Qและ DHมีค่าเป็นบวก และสารตั้งต้นมีเอนทัลปีต่ำกว่าผลิตผล 38/63

  39. Thermodynamics ตัวอย่างที่ 3ในการทำให้น้ำแข็ง 1 mol ที่ 0oC หลอมเหลวที่อุณหภูมิคงที่และความดันคงที่เท่ากับ 1 atm ต้องให้ความร้อนแก่ระบบ 1,440 cal ถ้าปริมาตรต่อโมลของน้ำแข็ง และน้ำมีค่าเท่ากับ 0.0196 และ 0.018 l ตามลำดับ จงคำนวณหา DHและ DU DH = QP = 1,440 cal/mol = (1,440 cal/mol)(4.184 J/cal) = 6,025 J/mol วิธีทำ ที่ความดันคงที่ จากสมการ DH = DU +PDV (ความดันคงที่) DU = DH - PDV 39/63

  40. Thermodynamics DU = DH - PDV DV = V(น้ำ)– V(น้ำแข็ง) = 0.018 – 0.0196 = -0.0016 l/mol PDV = - (1 atm)(0.0016 l/mol) = -0.0016 l atm/mol = -(0.0016 l atm/mol)(101.3 J/l atm) = - 0.162 J/mol DU = 6,025 – (-0.162) = 6,025.162 J/mol = 6.03 kJ/mol 40/63

  41. Thermodynamics C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(l) ตัวอย่างที่ 4เมื่อนำโพรเพน (C3H8) เผาในบรรยากาศของ O2ที่ 25oC, 1 atm มีการเปลี่ยนแปลงเอนทัลปีของปฏิกิริยาดังนี้ กำหนด DHo = -2,200 kJ จงคำนวณการเปลี่ยนแปลงพลังงานภายในของปฏิกิริยาดังกล่าวที่ 25o C, 1 atm วิธีทำ เมื่อพิจารณาการเปลี่ยนแปลงสภาวะของแก๊ส จากสมการ DH = DU +DPV = DU + DnRT = DU + RTDn ฉะนั้น จะได้ว่าDU = DH – RTDn 41/63

  42. C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(l) จากสมการเคมีที่กำหนดให้ เมื่อn คือ จำนวนโมลของผลิตภัณฑ์ และสารตั้งต้นที่เป็นแก๊ส จะได้ว่า Dn = n (CO2 + H2O) – n (C3H8 + O2) = (3 mol + 0 mol) – (1 mol + 5 mol) = -3 mol จากสมการ DU = DH – RTDn แทนค่า จะได้DU = -2,220 x 103 J – (8.314 J/K.mol)(298.1K)(-3 mol) = -2,212.6 kJ 42/63

  43. Thermodynamics ความจุความร้อนจำเพาะ ความจุความร้อน (Heat Capacity, C) คือพลังงานที่ให้กับสารจำนวนหนึ่งแล้วส่งผลให้อุณหภูมิของสารนั้นเพิ่มขึ้น 1 หน่วยอุณหภูมิ ความจุความร้อนจำเพาะ (Specific Heat Capacity, c) คือพลังงานที่ให้กับสารหนึ่งหน่วยมวล แล้วส่งผลให้อุณหภูมิของสารนั้นเพิ่มขึ้น 1 หน่วยอุณหภูมิ มีหน่วยเป็น kJ/kg.K เป็นสมบัติเฉพาะตัวของสารแต่ละชนิด ตัวอย่างเช่น การทำให้เหล็ก 1 kg มีอุณหภูมิเพิ่ม 1oC ต้องการพลังงานเพียง 0.45 kJ/kg 43/63

  44. ความจุความร้อนจำเพาะ ตารางที่ 1ค่าความร้อนจำเพาะของสารบางชนิด 44/63

  45. Thermodynamics ความจุความร้อนจำเพาะ ดังนั้น ถ้าต้องการทราบความร้อนจำเพาะของสาร มวลของสารและอุรหภูมิที่เปลี่ยนไป จะสามารถนำมาคำนวณหาปริมาณความร้อนที่ดูดเข้าไป หรือที่คายออกมาในกระบวนการหนึ่งๆ ได้ จากสมการ เมื่อ c = ความจุความร้อนจำเพาะ (J/goC) m = มวลของสาร (g) dT = อุณหภูมิที่เปลี่ยนไป (oC) 45/63

  46. ตัวอย่างที่ 5 (ก) ถ้าต้องการทำให้น้ำ 100 g มีอุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 30oC เป็น 50oC จะต้องใช้ความร้อนเท่าใด เมื่อ c = 4.184 J/g oC (ข) ถ้าให้ความร้อน 5 kJ แก่น้ำ 100 g ที่ 30oC ในข้อ (ก) จะทำให้อุณหภูมิใหม่ของน้ำเป็นเท่าใด วิธีทำ (ก) จากสมการ แทนค่า Q =4.184 J/g oC (100 g) (50-30)oC = 8,368 J 46/63

  47. (ข) จากสมการข้างต้น สามารถหา DTได้ DT =5 x 103 J / (100 g)(4.184 J/g oC) = 11.95 oC = T2 – T1 T2 =11.95 oC + T1 = 11.95 oC + 30 oC = 41.95 oC 47/63

  48. Thermodynamics ความจุความร้อน ความจุความร้อน แบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ 1. ความจุความร้อนโดยปริมาตรคงที่ (CV) หมายถึงพลังงานที่ให้กับสารหนึ่งมวลแล้วส่งผลให้อุณหภูมิของสารนั้นเพิ่มขึ้น 1 หน่วยอุณหภูมิ ตามกระบวนการปริมาตรคงที่ 2. ความจุความร้อนโดยความดันคงที่ (Cp) หมายถึงพลังงานที่ให้กับสารหนึ่งมวลแล้วส่งผลให้อุณหภูมิของสารนั้นเพิ่มขึ้น 1 หน่วยอุณหภูมิ ตามกระบวนการความดันคงที่ 48/63

  49. Thermodynamics ความจุความร้อนจำเพาะ Cp: CV : ในทำนองเดียวกัน 49/63

  50. Thermodynamics ความจุความร้อนจำเพาะ จากนิยามของเอนทัลปี H = U +PV สำหรับแก๊สสมบูรณ์แบบ 1 โมล PV = RT สำหรับของแข็งและของเหลว ถือได้ d(PV)/dTมีค่าต่ำมาก CP = CV 50/63

More Related