FizKém vizsga

BME Fizikai kémia I. 2025/2026 őszi félév

Rendszer

Világnak valós vagy képzelt határfelülettel határolt része, amit vizsgálunk

Elszigetelt rendszer

Sem anyag, sem energia átadás nem történik a környezettel

Nem lehet hűteni vagy melegíteni

Állandó a térfogata, nyomása

pl. tartály

Zárt rendszer

Nincs anyag áramlás, de energia áramlás történik

Lehetséges melegíteni, hűteni

Állandó térfogatú zárt rendszer

Nem távozhat belőle anyagls a térfogata is állandó, de energiát cserélhet a környezetével

pl. zárt lombik

Változó térfogatú zárt rendszer

Az anyagmennyiség állandó, de változhat a térfogata és az energiája, így munka végezhető a rendszeren

Nyílt rendszer

Képes anyag és energia áramoltatására

pl. nyitott lombik

Homogén rendszer

Makroszkópikus tulajdonságok mindenpontban azonosak

Inhomogén rendszer

Valamely makroszkopikus tulajdonság folytonos függvény szerint változik

Heterogén rendszer

Valamely makroszkopikus tulajdonságok ugrásszerűen változnak a tér bizonyos pontjaiban

Környezet

Minden, ami a rendszeren kívül van

Fázis

A rendszer összetételét tekintve homogén, fizikai szerkezetét tekintve homogén vagy inhomogén része

Diszpergált fázist egy fázisnak tekintjük (pl. sok jégkocka)

Komponens

A rendszer kémiai szempontból megkülönböztethető része

Állapot

Mérhető fizikai mennyiségek összessége

Állapothatározók

A rendszer állapotától függő makroszkopikus mennyiségek

Legfontosabbak: n, m, V, p, T, c, c_R, x,

Állapot függvény

Az állapothatározók többváltozós függvénye, melynek értéke csak a rendszer állapotától függ és független az úttól, amin a rendszer az adott állapotba jutott

pl. belső energia, U

ΔU —» dU

Út függvény

Értékük függ az úttól, amin a rendszer a kezdeti állapotból a végállapotba jut

pl. W, Q

Infinitizimális folyamat: δW, δQ

Extenzív mennyiségek

Függenek a rendszerben lévő anyag mennyiségétől

pl: n, m, V, U

Intenzív mennyiségek

Független a rendszerben található anyag mennyiségétől

pl. p, T, ρ

Extenzívből intenzív

Moláris mennyiségek

Vm= V/n Um= U/m

Fajlagos mennyiségek

v= V/m u= U/m

Állapot egyenlet

Az egyensúlyban lévő rendszer állapot határozói közötti összefüggés

pl. pV=nRT

Termodinamikai nyomás

p= F/A

Mértékegységek: Pa, bar (=10⁵ Pa), atm (=101325 Pa)

Standard: p°= 1 bar

mmHg: 1 mm magas Hg oszlop hidrosztatikai nyomása

Torr= 1/760 atm

p_i= y_i*p — ∑p_i=p — ∑p*y_i=p∑y_i=p

Dalton-törvény

Tökéletes gázok elegyében az i-edik komponens parciális nyomása az a nyomás, amit a komponens akkor fejtene ki, ha egymaga töltené ki a teret

Termodinamikai hőmérséklet

pV_m=RT

T=pV_m/R

T=1/R lim(pV_m)

Alappont - víz hármaspontja T= 273,16 K=0,01 °C

Termodinamika I. főtétele

Zárt rendszer belső energiáját csak hőcserével és munkavégzéssel lehet megváltoztatni

ΔU= W + Q

dU= δW + δQ 

Belső energia

A rendszert alkotó részecskék kinetikai és potenciális energiájának összege

Részei: termikus, intermolekuláris, kémiai, mag

Termikus energia

A rendszer alkotó részecskék haladó mozgása, forgása, magos rezgőmozgása

Intermolekuláris energia

Rendszert alkotó részecskék kölcsönhatásának az energiája

Kémiai energia

Kémiai kötések létrejöttével vagy felhasadásával összefüggő energia

Magenergia

Nukleonok potenciális és kinetikus energiája

Munka

Munkavégzéssel átadott energia.

W= F*l (erő*elmozdulás)

δW= F*dl

Térfogati munka a legfontosabb a termodinamikában 

Térfogati munka

Munkavégzés

A rendszer határfelületén lejátszódó energiatranszport, melynek hajtóereje valamely hőmérséklettől különböző intenzív állapotjelző inhomogenitása.

Hőcsere

A rendszer határfelületén lejátszódó anyagtranszport nélküli energiatranszport, melynek hajtóereje a hőmérséklet inhomogenitása.

Hő

Hőcserével átadott energia

Útfüggvény

Izobár folyamat

Állandó nyomáson vett moláris hőkapacitás

Jelölése: c_mp

Izochor folyamat

Állandó térfogaton vett moláris hőkapacitás

Jelölése: c_mV

Fázisátalakulások

Az anyag egy halmazállapotból egy másikba alakul át

pl. olvadás, párolgás, szublimáció

= Látens hő

Entalpia

Nincs egyéb munka, zárt rendszer

Csak a hőtől függ

Tökéletes gázok tulajdonságai

Részecskék pontszerűek, nincs közöttük kölcsönhatás

Belső energiája csak a hőmérséklettől függ, nyomás és térfogat nem befolyásolja

Tökéletes gázok reverzibilis állapotváltozásai

Expanzió és kompresszió

Adiabatikus folyamat

A gáz nem tud hőt cserélni környezetével, így a végzett térfogati munka megnöveli a hőmérsékletét - a. kompresszió

Ellentétes folyamatban az energia utánpótlás hiányában a rendszer lehűl - a. expanzió

Állapotváltozások képletei

Reakcióhő

Az elnyelt vagy felszabaduló hő, ha a reakcióegyenletnek megfelelő anyag alakul át állandó hőmérsékleten

Megkapjuk, ha a reaktánsok égéshőinek összegéből kivonjuk a termékek égéshőjének összegét

Megkapjuk, ha a termékek képződéshőinek összegéből kivonjuk a reaktánsok képződéshőinek összegét

Standard reakcióhő

Az a reakcióhő, amikor minden reaktáns és termék standard állapotban van

Reakcióhő mérése

1. Adiabatikus kaloriméterrel

Hess-tétel

Termodinamika főtétele

A reakcióhő független az úttól, amin a reakció végbemegy, csak a kiindulási anyagoktól és termékektől függ

Égéshő

Az a reakcióhő, amelyben az anyag 1 mol-ját elégetjük O₂ feleslegben és elemeinek legstabilabb oxidjai, illetve N₂ gáz képződik

Képződéshő

Az a reakcióhő, melyben az anyag 1 mol-ja képződik elemeinek az adott körülmények között legstabilabb módosulatából

Standard moláris entalpia

Jele: H°m, H°m (T)

• T=298,15 K

• p=p°

Elemek legstabilabb módosulatai - H°m=0

Vegyületek legstabilabb módosulatai - H°m=ΔfH°

Nyílt rendszer energiamérlege

ΔU = W + Q + U_be - U_ki + p_be * V_be - p_ki * V_ki

ΔU = W + Q + H_be - H_ki