STKK 6122 - Sistem Makromolekul

Pautan ke Sinopsis Kursus

Rujukan


Brady, J.E., Russel, J.W., Holum, J.R. 2000. Chemistry: Matter and Its Changes, Ed-3. New York: John Wiley & Sons.


Laidler, K.J., Meiser, J.H. 1999. Physical Chemistry, Ed-3. New York: Houghton & Mifflin Co.


Atkins, P., Paula, J.d. 2002. Atkins's Physical Chemistry, Ed-7. Oxford: Oxford University Press.

Kuliah 1 - Prinsip Termodinamik

 

Termodinamik: Kajian tentang perubahan tenaga dalam jirim. Hukum prinsipnya diterbitkan secara eksperimen (dan pemerhatian). Hukum-hukum ini dikembangkan untuk meliputi fenomenon universal yang melibatkan perubahan jirim.

Jenis Tenaga:

Tenaga Kinetik, KE

Tenaga yang timbul daripada pergerakan/kelajuan. KE = ½mv2

 

Tenaga Keupayaan, PE

Tenaga yang bersekutu dengan koordinat (kedudukan) - termasuk kedudukan titik pada spring. Contoh: Koordinat di bawah pengaruh graviti,

PE = (Daya x Jarak) = mgh;

m = jisim; h = tinggi; g = pecutan graviti

KE dan PE tidak mempunyai attribution secara langsung dengan tabii jirim (kecuali jisimnya). Jirim yang terbina daripada pelbagai jenis zarah boleh mempunyai KE dan PE yang sama (jika jisimnya sama). Pembolehubahnya cuma kelajuan (bagi KE) dan koordinat (bagi PE). KE dan PE boleh diukur secara langsung.

 

Tenaga Dalaman, E

Tenaga jumlah sesuatu sistem. Hasil tambah KE dan PE semua zarah yang membina sistem berkenaan. E tidak boleh diukur secara langsung. Tetapi perubahan E, iaitu DE boleh diukur.

DE = Eakhir - Eawal

Bagi perubahan kimia: DE = Ehasil - Ereaktan

Tanda DE positif (+) atau negatif (-) menggambarkan arah aliran tenaga. (+) bermakna sistem beroleh tenaga - tenaga mengalir dari sekitaran ke sistem; (-) bermakna sistem kehilangan tenaga - tenaga mengalir dari sistem ke sekitaran.

 

Perpindahan tenaga berlaku dalam dua bentuk: haba tindak balas, q atau kerja, w. Dengan demikian apabila berlaku perubahan tenaga sistem, maka,

DE = q + w - Hukum Termodinamik Pertama, HT1

Kelaziman

+q = haba mengalir kepada sistem

+w = kerja dilakukan kepada sistem

-q = haba mengalir daripada sistem

-w = kerja dilakukan oleh sistem

Sesuatu sistem melakukan kerja (-w) atau 'dikerjakan' (+w) dengan akibat sama ada pengembangan atau pengecutan.

Misalkan sistem melakukan kerja pengembangan/pengecutan terhadap tekanan luar P.

w = -PDV

Mengaplikasikan HT1:

DE = q + (-PDV)

Pada keadaan isipadu tetap: DV = 0

Dengan demikian, DE = qv

Perubahan tenaga dalaman sistem, DE, bersamaan dengan haba tindak balas pada isipadu tetap, qv

 

Entalpi, H

Ditakrifkan sebagai H = E + PV

Pada tekanan tetap, DH = DE + PDV

Daripada E = q - PDV

Maka, DH = qp - PDV + PDV = qp

Perubahan Entalpi, DH, bersamaan dengan haba tindak balas pada tekanan tetap, qp

 

Entalpi biasanya digunakan untuk meramalkan/menerangkan kespontanan sesuatu perubahan kimia. Biasanya DH negatif, perubahan adalah spontan. Tetapi tidak selalu. Banyak tindak balas atau perubahan kimia yang berlaku secara spontan dengan nilai DH positif.