химический каталог




Анорганикум Том 1

Автор Г.Блументаль, 3.Энгельс, И.Фиц, В.Хабердитцль и др.

v=NKT/p, получим

/•dlnQnocr \ 1

(—ЪТ—) °= />'Т <-4№>

$ после подстановки в (415), полагая нулевую энергию поступательного движения равной нулю

ftmci = *UNkT (447>

•Ш In

(448У

Важное значение имеет поступательная составляющая энтропии, так как из нее вычисляется абсолютное значение энтропии молекулярного газа. Подстановкой (443) и (444) в (4126) получим

(21Ш|?Г)»/' h3N

соответственно молярная энтропия при условии N=NA И m-M/JV* и сведении всех постоянных в один член равна

?Snocr= V«R In 7" -Ь Л In V + In Л1 — 46,33 Дж/(мольК) (449>

Выразив объем через давление при помощи уравнений идеального газа, подучим

Snocr = 5/.RIn7' — R\np + %RhiM — 9,68 Дж/(моль-К) (450).

Это уравнение называют также уравнением Сакюра — Тетроде; на его основе можно рассчитать энтропию атомарного газа в зависимости от параметров системы р и Г.

Пример. Рассчитать стандартную энтропию гелия, аргона, паров ртути и кадмия, а также поступательную составляющую энтропии Н2 и НС1 при-298 К. Сравнить полученные результаты с экспериментальными данными (приведены в таблице).

Решение. Для вычисления стандартной энтропии при 298 К подставим в уравнение (450) Г=298 К и р=1. Получим уравнение для расчета

S»„0CT= 47,877 lgSgS-4- 28,727 lg VW — 9.681 ДжДмоль-К) (451>

Подстановка этого выражения в уравнение (414) дает для поступательной составляющей внутренней энергии

Таким образом, если принимать во знимаиие только поступательное движение, получается простое соотношение между внутренней энергией и темпераЭкспериментальные данные для атомарных веществ получены из измерений теплопроводности, а для Нг и HCI взяты из таблиц.

Очевидно, что для одноатомных молекул наблюдается хорошее согласие {ржду рассчитанными [уравнение (451)] "и экспериментальными данными, хождение между результатами расчета и табличными данными для модулярных газов можно объяснить тем, что в уравнении (451) учтена тольКО—2027

1

306

Химическая термодинамика

Статистическая термодинамика

307

ко поступательная составляющая энтропии. Сравнение этих данных показы-вает также, что поступательная составляющая дает наибольший вклад в общую величину энтропии

27.7.

Расчет вращательной и колебательной составляющей энтропии газов

В предыдущем разделе установлено, что термодинамические функции, относящиеся к различным формам движения, аддитивны. Поэтому методом' аналогичным рассмотренному выше, можно рассчитать также вращательную и колебательную составляющие термодинамических функций. Это имеет особо важное значение для расчета энтропии, так как она не содержит нулевой энергии [уравнение (412)]. Поэтому становится возможным вычислить абсолютные значения энтропии молекулярных газов. Если подставить вращательную сумму по состояниям для двухатомного газа [уравнение (434)] в уравнение, связывающее энтропию с суммой по состояниям, и определить

' (453)

In QBP = In Л2о ? + In T (452)

/ д In QBp \ I ST )

то после подстановки последних в уравнение (412а) получим молярную энтропию {ДЛЯ N = IVA)

8n*JkT

(454)

Rlno

(455)

.а после соответствующих преобразований

= R + Rln—jrj- +Rln/ + Rlnr'Соотношение для колебательной составляющей энтропии молекулярного

двухатомного газа можно найги из колебательной суммы по состояниям

(438) и уравнения (412а). Из уравнения (438) следует

ln?RM=-ln(l-e-*ftr) (456)

(-.(e-O-i (457)

Постановка этого выражения в (412а) дает для молярной энтропии следующее уравнение (для N=NA):

Решение. Рассчитаем с помощью уравнения (450) поступательную составляющую энтропии; после подстановки в него JVfco=48 и Г =600 К оказалось, что 5П0ст= 184,91 Дж/(моль-К). Вращательную составляющую рассчитаем по уравнению (455) после подстановки в него значений универсальных постоянных;

Sup= 19,14Ig/+19,14lgT — 19,14 lgo+ 744,16 Дж/(моль-К)

Число симметрии а для СО равно 1, так что этот член уравнения исчезает, усредненная масса была найдена в разд. 6 1.1 и равна |лсо= 1.14-10~23 г. Таким образом, получим вращательную составляющую энтропия S„p = =32,94 Дж/(моль-К).

Колебательная составляющая энтропии может быть получена после подстановки в уравнение (458) волнового числа v = 2l67 см~] [учесть, что v = c (разд. 6.1.1)]. 5Кол=0,293 Дж/(моль-К). Тогда общая энтропия газа равна 5 = SrocT + SBP + SKai = 184,91 + 32,94+ 0,293 -218,14 Дж/(моль-К)

Полученное значение энтропии хорошо согласуется с экспериментально найденным: S3KC=222,89 Дж/(моль-К). Таким образом, методы статистической термодинамики применены для расчета энергетических характеристик молекул и термодинамическич функций соответствующего вещества из спектроскопических данных. Кроме того, этот пример наглядно показывает, что энтропию газа определяет в основном поступательная составляющая, а колебательная составляющая энтропии почти не сказывается на ее общей величине.

Вопросы и задания

1. Рассчитайте термодинамические функции U, F и S, а также молярную теплоемкость С0 идеального твердого тела Твердое тело следуе

страница 111
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257

Скачать книгу "Анорганикум Том 1" (8.12Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
из нержавеющей таблички в алматы
Egan Orologi MU.09-Q3
KNS предлагает скдку за клик - промокод "Галактика" - купить смартфоны самсунг - федеральный мегамаркет офисной техники.
продажа кресло руководителя

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(05.12.2016)