Φυσικοχημεία Ι (414)

Λύσαμε πρώτα τις ασκήσεις του ημερολογίου της περασμένης Πέμπτης. Ορίσαμε το χημικό δυναμικό (μ_i) και συμπληρώσαμε τις θεμελιώδεις εξισώσεις για ένα ή περισσότερα συστατικά. Αναφερθήκαμε σε ομογενείς συναρτήσεις και στο θεώρημα Euler. Με εφαρμογή αυτού καταλήξαμε στην εξίσωση Gibbs-Duhem και, για συστήματα ενός συστατικού, στην dμ = -sdT + vdP. Εξετάσαμε την αποκατάσταση θερμικής ισορροπίας μεταξύ δύο σωμάτων με κριτήριο την διατήρηση της ενθαλπίας (μη αντιστρεπτή) ή της εντροπίας (αδιαβατική αντιστρεπτή), όπου υπολογίσαμε μεταβολές ενθαπλίας και εντροπίας για τα επιμέρους σώματα και το συνολικό σύστημα.

Βιβλιογραφία:
Κατσάνου: σελ. 88-92, 99-100, 102-114
Atkins & de Paola: 3.3(α), 33.(γ), 3.3(δ)
Γιαννακόπουλου: σελ. 156-163, 165-170

Άσκηση: Δύο σώματα ίδιας θερμοχωρητικότητας C_P βρίσκονται αρχικά σε θερμοκρασίες T₁ και T₂. Αποκαθίσταται θερμική ισορροπία μεταξύ των σωμάτων με διαθερμική επαφή. Να αποδείξετε αλγεβρικά ότι η ολική μεταβολή της εντροπίας είναι θετική. Αν η θερμική ισορροπία αποκατασταθεί με αντιστρεπτό τρόπο, να αποδείξετε ότι η τελική θερμοκρασία είναι μικρότερη απ' ό,τι στην πρώτη διεργασία.

Άσκηση: Ένα σώμα θερμοχωρητικότητας υπό σταθερή πίεση 100 J K^-1 και θερμοκρασίας 50 ^οC τοποθετείται σε δεξαμενή θερμοκρασίας 20 ^οC. Να υπολογίσετε ποια είναι η μεταβολή της εντροπίας του σώματος, της δεξαμενής και του συνολικού συστήματος.