Mark Vis (TU/e)

In deze cursus worden de belangrijkste uitspraken van de thermodynamica behandeld. We zullen zien hoe de eerste en tweede hoofdwet ons in staat stellen om het gedrag van macroscopische systemen te begrijpen en te voorspellen. De eerste hoofdwet is in essentie de wet van behoud van energie. Centraal hierbij zijn de begrippen arbeid en warmte als twee verschillende vormen van energieoverdracht. De tweede hoofdwet geeft de richting van spontane processen/veranderingen aan op basis van de bijbehorende entropieverandering. Op basis van deze beide wetten wordt het begrip vrije energie (Gibbs en Helmholtz) geïntroduceerd. Elk spontaan proces kan in principe worden gebruikt om een hoeveelheid arbeid te verrichten die onder specifieke condities gelijk is aan de vrije energie (Gibbs of Helmholtz) verandering. We beginnen met de introductie van het ideale gas dat in het verdere verloop van de cursus regelmatig als model systeem zal worden gebruikt om de abstracte thermodynamische begrippen toe te lichten. Kennis van de thermodynamica maakt het eenvoudig mogelijk om de spontane richting van chemische reacties aan te geven en hoeveel warmte daar bij vrijkomt of wordt opgenomen.

Na afloop van de cursus:

1. Ideaal gas, afwijking van ideaal gedrag, kritiek punt, Van der Waals vergelijking.
2. Arbeid, warmte, inwendige energie, enthalpie, standaard toestand, thermochemie, toestandsfuncties.
3. Tweede hoofdwet, derde hoofdwet, Carnot kringloop, entropie, absolute entropie, spontane processen, Gibbs en Helmholtz vrije energie.
4. Chemisch evenwicht, electrochemische cel.

Peter Atkins | Julio de Paula “Physical Chemistry” 12th Edition, Chapters 1-3, and selected items (chemical equilibrium, electrochemical cell) from Chapter 6. Oxford University Press, 2014, ISBN 978-0-19-884781-6.

Schriftelijk tentamen.