Merken

Berechnung von Bildungsenthalpien aus Bindungsenthalpien nach HESS

Zitierlink des Filmsegments
Embed Code

Automatisierte Medienanalyse

Beta
Erkannte Entitäten
Sprachtranskript
Jedem System kann man eine Innere Energie U zuordnen. Wir wollen nun die einfachsten Systeme - die Gase - energetisch diskutieren. Wie
können wir die Innere Energie eines Gases im Detail verstehen? "Wie viel Energie steckt in einem Gas?" Die Innere Energie umfasst - die thermische Energie - die intermolekulare Energie und - die Bindungsenergie. Wir betrachten die thermische Energie etwas näher. Die thermische Energie beinhaltet
die verschiedenen Bewegungsmöglichkeiten
der Teilchen: Im Einzelnen sind das - die Translation der Teilchen.
- die Rotation der Teilchen und - die Oszillation der Teilchen
Für die Translationsenergie haben wir in der Kinetische Gastheorie schon eine Gleichung kennengelernt: die mittlere Translationsenergie eines punktförmigen Gasteilchens ist 3/2
* k * T. Ein mol Gasteilchen haben entsprechend
das N(A)-fache dieses Betrages - und erhalten 3/2*R*T für die molare Translationsenergie in einem Gas. Aus dem totalen Differential der Inneren Energie ergab sich die molare Wärmekapazität idealer Gase als Ableitung der Inneren Energie nach der Temperatur. Die Ableitung von 3/2*R*T nach T ergibt 3/2*R. 3/2 R ist die molare Wärmekapazität C(Vm) (Molwärme) eines idealen Gases, welches nur Translations-Freiheitsgrade besitzt. Tatsächlich findet man genau diese isochore molare Wärmekapazität bei einatomigen Gasen z.B. bei Argon, Helium, Neon. Offensichtlich besitzen diese Gase ausschließlich Translationsenergie (als thermische Energie). Diese Gasteilchen können im klassischen Sinne weder rotieren noch schwingen - sie haben nur Translationsenergie. Wir können die Translationsenergie 3/2 R T aufspalten
in 3 gleiche Anteile dreimal 1/2 R T: Jeder Translationsrichtung (x, y, z) entspricht die Energie 1/2 R T. Man spricht von Freiheitsgraden
- die molare kinetische Energie pro Freiheitsgrad ist 1/2 R T Für mehratomige Gasteilchen sind auch weitere Freiheitsgrade möglich - etwa die Rotation. Sauerstoff oder Chlor liegen als zweiatomige Moleküle
vor und können deshalb um verschiedene
Achsen rotieren - damit haben sie weitere Möglichkeiten der Energieaufnahme.
Wir können auch den Rotations-Freiheitsgraden eine
thermische Energie von jeweils 1/2 R T zuordnen.
Jedes lineare Molekül - also auch jedes zweiatomige Molekül - kann um zwei Achsen
rotieren (beide Achsen stehen senkrecht zur
Molekülachse) Lineare Moleküle besitzen also zwei Freiheitsgrade der Rotation. Ein zweiatomiges Gas besitzt neben den drei Freiheitsgraden der Translation noch zwei
Freiheitsgrade der Rotation - also insgesamt 5 Freiheitsgraden. Wir berechnen eine molare Wärmekapazität C(Vm) von 5/2 R. Chlor hat bei Raumtemperatur ungefähr
diese Wärmekapazität. Chlor kann mehr Wärme speichern als Argon, weil die Moleküle zusätzlich rotieren kann. Mehratomige Moleküle haben zusätzlich zur Translation und Rotation auch noch die Möglichkeit der Vibration (Oszillation). Die Oszillation beinhaltet sowohl kinetische als auch potentielle Energie - daher werden jedem Schwingungs-Freiheitsgrad die innere Energie 2/2*R*T zugeordnet. Für Chlor ergeben sich zusammengefasst 3 Freiheitsgrade der Translation 2 Freiheitsgrade der Rotation und 1 Freiheitsgrad der Oszillation und nach energetischer Gewichtung insgesamt 7/2*R*T
innere Energie- entsprechend einer Molwärme
Hydrazin
Bruttoformel
Chemische Verbindungen
Gasphase
Bindungsenergie
Hydrazin
Bruttoformel
Chemische Verbindungen
Computeranimation
Gasphase
Translationsfaktor
Hydrazin
Bruttoformel
Chemische Verbindungen
Molekül
Ableitung <Bioelektrizität>
Neon
Molwärme
Molekül
Gasphase
Chlor
Sauerstoff
Zweiatomiges Molekül
Molekül
Mündung
Molekül
Computeranimation
Zweiatomiges Molekül
Linearmolekül
Molekül
Translationsfaktor
Linearmolekül
Translationsfaktor
Chlor
Molekül
Molwärme
Molwärme
Mikroskopie

Metadaten

Formale Metadaten

Titel Berechnung von Bildungsenthalpien aus Bindungsenthalpien nach HESS
Untertitel Übungsaufgabe 13
Serientitel Einführung in die Thermodynamik
Teil Ü 13
Autor Lauth, Günter Jakob
Mitwirkende Lauth, Anika (Medientechnik)
Lizenz CC-Namensnennung - keine kommerzielle Nutzung 3.0 Deutschland:
Sie dürfen das Werk bzw. den Inhalt zu jedem legalen und nicht-kommerziellen Zweck nutzen, verändern und in unveränderter oder veränderter Form vervielfältigen, verbreiten und öffentlich zugänglich machen, sofern Sie den Namen des Autors/Rechteinhabers in der von ihm festgelegten Weise nennen.
DOI 10.5446/15699
Herausgeber Günter Jakob Lauth (SciFox)
Erscheinungsjahr 2013
Sprache Deutsch
Produktionsjahr 2013
Produktionsort Jülich

Inhaltliche Metadaten

Fachgebiet Physik, Chemie
Schlagwörter Physikalische Chemie
Thermodynamik

Ähnliche Filme

Loading...