химический каталог




Анорганикум Том 1

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

и жидкости, выполняются законы идеального газа, подставим в уравнение (201) вместо ро2 выражение nRT-nRT

Точно так же можно рассчитать работу расширения для газовой реакции, при протекании которой меняется количество вещества (в молях), например для реакции разложения СаСОз.

Изменение энтальпии Ah для таких процессов представляет собой теплоту испарения или теплоту реакции, а внутреннюю энергию можно определить из уравнения (194):

Ди=Дй—pAv или Au=Ah—nRT (203)

Аи процесса испарения можно также назвать внутренней энергией испарения (затраченной на преодоление межмолекулярных сил), а энтальпия испарения включает также работу против внешнего давления.

Пример. Вычислить работу расширения при испарении воды в количестве 1 моль при 100 °С, а также внутреннюю энергию испарения. Энтальпия испарения ДЯ=40,66 кДж/моль.

Решение.

ш=— 1 моль-8.314 Дж• моль-1-К"1-373,3 К ш= —3103,6 Дж a = ft — лДГ = 40,66 кДж —3,1 кДж = 37,56 кДж

19.2.3.

Работа расширения при испарении 1 моля воды равна 3,1 кДж/моль> внутренняя энергия испарения — 37,56 кДж/моль.

Адиабатические процессы

аТь как адиабатические. В соответствии с принятым определением при Адиабатическом процессе Д0 = 0; используя параметры состояния системы, из

оавнения (190) следует, что dl)=dW, а с учетом уравнений (189) и (193) WjT—pdV. p=RT/V, тогда Cv{dT/T) =— R(dV(V) и после интегрирования „пределах от Т, до Т2 и от V, до V, Cv\a{T2lTi)—R \n{VjV\). В соответствия с уравнением (176) R = CP—С; обозначим CpICv = x, тогда 1П(7У7\) = (1—и)1п(У2/У1). После интегрирования получим

(204)

Подставим в уравнение (204) T—pV/R

pV* = const (205)

Уравнения (204) и (205) называют также уравнениями Пуассона. Как следует из кинетической теории газов (разд 2.1), значение х зависит от числа атомов в молекуле газа. Для одноатомного газа %=1,66; для двухатомных —

Рис. Б 21. Идеальный газ в адиабатическом и изотермическом процессах.

а — адиабата, б — взаимное расположение адиабаты и изотермы.

1,4, а для линейных и угловых трахатомных молекул — около 1, 33. Очевидно, в любом случае и больше единицы, что объясняет тот факт, что в координатах р~-V при V<\ адиабата расположена выше изотермы, а при V>\— ниже ее, при V=l изотерма и адиабата пересекаются (рис. Б.21).

Процессы, протекающие в природе, а также в аппаратах химических производств, никогда не бывают строго изотермическими или адиабатически-ми. Такие реальные процессы называют политропическими. Уравнения Пуассона (204) и (205) для них выполняются, однако вместо и показателем степени является константа политропы m (которая может принимать значения « I до X).

Работа и равное ей изменение внутренней энергии адиабатического провеса для идеального газа (1 моль) равно

AU = W = С„ (Г2 — Г,) (206)

J3 K~Cp/Cv и R=Cp—Cu следует CV=R/K—1. Подставив это выражение в 'Равнение (206), получим

сче'

:сматрЯ'

Процессы, протекающие в изолированных системах, т. е. системах, которые не обмениваются теплотой и веществом с внешней средой, называю адиабатическими. Такой процесс, например, можно себе представить про**-кающим в сосуде Дьюара. Кроме того, процессы, в которых выделение ген лоты происходит значительно быстрее, чем обмен с внешней средой за

теплопередачи и излучения, также можно приближенно pact

«Ом

(207)

я— 1 1

Д(/= W = Пример. Водород в количестве 2 моль при температуре 0°С и нормаль-давлении адиабатически сжимают до объема 10 л. При каких давлении

224

Химическая термодинамика

Термохимия

225

и температуре находится газ после сжатия? Какая работа требуется длд этого и каково изменение внутренней энергии? Хн2 = 1,41; Си=20,51 Д, -моль-'-К-1.

Решение. 2 моля Н2 в заданных условиях занимают объем 44,8 л. Р2 = Pi (V)* = 101 325 Па- (44.8/10)1.*1 = 841 ООО Па

p2vz 841000 Па-Щ-з м3

NR ~2 моль-8,314 мПа-моль-1-1 ~ 505 К Ди = Дш = 20,51 Дж-моль-1-*-1 моль-(505 — 273,3) К = 9,50 кДж

В результате адиабатического сжатия (совершения работы над системой) при заданных условиях давление увеличивается до 841 кПа, температура повышается до 232,3 °С, внутренняя энергия увеличивается на 9,71 кДж.

Вопросы и задания

1. При растворении металла в кислоте выделилось 35 л водорода (атмосферное давление). Какую работу совершает газ против внешнего давления?

2. 100 г жидкого бензола испаряется при температуре кипения (т. кип.= =*80,2°С). Удельная энтальпия испарения при постоянном давлении составляет 395,1 Дж*г-1. Рассчитайте w, q, Ah и Аи. Является ли w максимальной работой?

3. Рассчитайте минимальную работу, необходимую для сжатия 20 г 03l занимающего объем 10 л, до объема 5 л при 0°С. Потребляется ли системой теплота (энергия) или выделяется? В каком количестве?

4. Какова работа обратимого изотермического расширения, которая совершается при изменении объема 10 г СОа от 5 до 10 л при 27°С? Найти q, Аи и Ah для этой системы, если предположить, что СОг ведет себя как идеальный газ.

5. 1 моль аргона при 25 "С и нормальном давлении расширяется до

объема 50 л. Найти конечн

страница 76
< 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
парок цена
терка для моркови по-корейски купить спб
staub продажа
руки вверх ставрополь 2017

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
(29.06.2017)