Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Еремин В.В. -> "Основы физической химии" -> 21

Основы физической химии - Еремин В.В.

Еремин В.В., Каргов С.И.,Успенская И.А.,Кузьменко Н.Е. Основы физической химии — М.: Экзамен, 2005. — 480 c.
Скачать (прямая ссылка): osnovfizhim2005.pdf
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 154 >> Следующая

4-21. Пользуясь справочными данными, приведите пример самопроизвольной химической реакции, для которой стандартное изменение энтропии меньше 0.
68
Глава 1. Основы химической термодинамики
4-22. Пользуясь справочными данными, рассчитайте стандартное изменение энтропии в реакции Н2(г) + — 02(г) = Н20(г)
2
а) при 25 °С;
б) при 300 °С.
4-23. Рассчитайте изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии при нагревании 200 г воды от 25 °С до нормальной температуры кипения и полном испарении жидкости (давление нормальное). Примите, что мольная теплоемкость воды не зависит от температуры и равна: Ср = 75.3 ДжК-1моль\ Удельная теплота испарения воды при постоянном давлении равна 2260 Джг- .
4-24. Рассчитайте изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии при нагревании 200 г бензола от 25 °С до нормальной температуры кипения (80.1 °С) и полном испарении жидкости (давление нормальное). Примите, что мольная теплоемкость бензола не зависит от температуры и равна: Ср = 136.1 ДжК-1моль-1. Удельная теплота испарения бензола при постоянном давлении равна 395 Джг-1.
4-25. 3.00 моль газообразного С02 расширяются изотермически (в тепловом контакте с окружающей средой, имеющей температуру 15.0 °С) против постоянного внешнего давления 1.00 бар. Начальный и конечный объемы газа равны 10.0 л и 30.0 л, соответственно. Рассчитайте изменение энтропии:
а) системы, считая С02 идеальным газом;
б) окружающей среды;
в) Вселенной (система плюс окружающая среда).
4-26. Стандартная энтропия золота при 25 °С: 5,°98 = 47.40 Джмоль-1К-1.
При нагревании до 484 °С энтропия золота увеличивается в 1.5 раза. До какой температуры надо охладить золото, чтобы его стандартная энтропия была в два раза меньше, чем при 298 К? Теплоемкость можно считать не зависящей от температуры.
4-27. Стандартная энтропия алмаза при 25 °С: 5,°98 = 2.38 Джмоль-1К-1.
При нагревании до 167 °С энтропия алмаза увеличивается вдвое. До какой температуры надо нагреть алмаз, чтобы его стандартная энтропия была в три раза больше, чем при 298 К? Теплоемкость можно считать не зависящей от температуры.
4-28. В ходе некоторого процесса система получила 1.50 кДж теплоты при 350 К. При этом энтропия системы изменилась на +5.51 ДжК- . Можно ли считать этот процесс термодинамически обратимым? Ответ обоснуйте.
4-29. Докажите, что температурная шкала идеального газа и термодинамическая шкала температур, базирующаяся на втором законе термодинамики, совпадают с точностью до постоянного множителя.
Глава 1. Основы химической термодинамики
69
4-30. Покажите, что процесс смешения двух жидкостей с температурами Т1 и Т2 в изолированном сосуде является необратимым.
4-31. Можно ли поставить знак равенства между изоэнтропийным и адиабатическим процессом?
§ 5. Термодинамические потенциалы
Внутренняя энергия и энтропия относятся к классу характеристических функций. Функция называется характеристической, если все термодинамические свойства гомогенной системы могут быть выражены непосредственно через нее и ее частные производные по соответствующим переменным1. Эти независимые переменные называют естественными. Характеристические функции, по определению, содержат в себе всю термодинамическую информацию о системе. Но не все они одинаково удобны для решения конкретных задач. Так, некоторые из естественных переменных, например, энтропию, нельзя измерять (контролировать) в ходе какого-то процесса. Поэтому встает задача перехода от одних переменных к другим - экспериментально измеримым, но с условием сохранения характеристичности самой функции2. Такой переход осуществляют с помощью преобразований Лежандра (см. пример 5-1).
С помощью этих преобразований вводятся другие характеристические функции:
• энтальпия
Н(Б,р, п) = и + pV,
• энергия Гельмгольца
Б(Т, V, п) = и - ТБ,
• энергия Гиббса
в(Т, р, п) = и + pV- ТБ = Н- ТБ = Б+pV.
В скобках указаны их естественные переменные. Функции и, Н, Б, О называют также термодинамическими потенциалами. Все потенциалы не имеют известного абсолютного значения, поскольку определены с точностью до постоянной, которая равна внутренней энергии при абсолютном нуле. Все они имеют размерность энергии.
Зависимость термодинамических потенциалов от их естественных переменных описывается основными уравнениями термодинамики -
Понятие «характеристичность» связано с определенным набором переменных. Функция, характеристическая для одного набора переменных, перестает быть таковой при другом наборе.
2 Сохранение характеристичности означает, что из данной характеристической функции с помощью некоторых преобразований мы получаем другую, из которой исходная функция восстанавливается однозначно, т.е. при этом в ней сохраняется вся исходная термодинамическая информация о системе.
70
Глава 1. Основы химической термодинамики
(5.1.а)
(5.1.6)
(5.1.в)
(5.1.г)
(5.2)
(5.3)
фундаментальными уравнениями Гиббса. В дифференциальной форме эти уравнения имеют вид:
аи ¦
ГъттЛ
дБ (дТ)Зп ^
гаБ -раТ + ? ц ,
ан -
§)-+VIIар+?(днЛ
р,п у Б,п
гаБ + тар + ? ц ап
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 154 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed