химический каталог




Анорганикум Том 1

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

пературной зависимости константы равновесия.

Пример. Один моль водяного пара обратимо конденсируется при 100 X (энтальпия испарения 2258,9 Дж/г). Рассчитать W и Q, а также изменение функций состояния AU, АН, ДО и AS.

Решение. W=p(VKW—Vn,)~\-RT=S,iU Дж-моль-1-К-1-373К= =3103,3 Дж/моль

Q = АН = 18 г/моль-2258,9 Дж/г = 40,66 кДж/моль

AU = ДЯ — pAV = (—40,66 + 3,1) Дж/моль = —37,56 кДж/моль

д5 = Чобр/Т = —40660 Дж/моль-373 К = —109 Дж-моль-1-К-1

Д/? = ДУ — TAS = (—37,56— (40,66)) кДж/моль = 3,1 кДж/моль

ДО = ДЯ — T&.S = (—40,66 — (—40,66)) к Дж/моль = 0

Интерпретируйте эти результаты с точки зрения рассмотренных В этом разделе понятий, «максимальная полезная работа», «связанная и свободная энергия».

Вопросы и задания

1. Рассчитайте изменение энтропии для следующих процессов: а) плавление алюминия в количестве 3 моль в точке плавления (660°С), ДЯПЛ=-"7,99 кДж/моль; б) испарение 1 моля жидкого кислорода В точке кипения (—182,97 °С), Дяао11=6,82 кДж/моль; в) нагревание 20 г H.S от 50 до Ю0°С, С„=29,93+0,0139 Т.

, 2- 1 моль льда плавится при температуре 0 °С (теплота плавления °1 мп 1 г идеалыюг0 газа ПРИ температуре 300К и начальном давлении МПа обратимо изотермически расширяется до объема 10 л. Рассчитайте максимальную работу и теплоту, а также Ди, Ah, Д/, Ag, As.

ца * УРавне_ни_я (263) называют также уравнениями Гиббса — Гельмголь246

Химическая термодинамика

Второй закон термодинамики

247

4. 10 г гелия при 100 °С обратимо изотермически сжимают от 2-Ю3 до 10е Па. Рассчитайте ш, q, Af, Ag, Ah, Аи и As.

5. 1 моль толуола испаряется при температуре кипения III °С (энтальпия испарения 362 Дж/г). Рассчитайте W, Q, АН, AU, AG, AF и AS.

6. Рассчитайте общее изменение энтропии при смешении 350 г воды при температуре 5°С с 500 г воды при температуре 70 "С (удельная теплоемкость воды 4,185 Дж-г-'-К-1).

7. Рассчитайте суммарное изменение функций состояния Дм, Ah, AJ, Ag и As при испарении 2 молей воды в точке кипения и последующем (изотермическом) расширении пара, находящегося при температуре 100 °С и нормальном давлении, до конечного объема 50 л.

8. 150 г ртути при температуре 100 °С вносят в калориметр, содержа щий 80 г воды при 20 °С. Теплоемкость калориметра равна 83,7 Дж/К. Рас считайте изменение энтропии а) ртути; б) воды в калориметре; в) ртути, воды и калориметра вместе. Темплоемкость воды принята равной 4,185 Дж/(г-К1 ртути— 0,143 ДжДг-К).

22.3. Термодинамические функции состояния,

введенные на основе объединения первого и второго законов термодинамики. Фундаментальные уравнения Гиббса

В результате совместного рассмотрения основных законов термодинамики получили четыре основные функции состояния имеющие размерность энергии. Ниже эти функции исследуютс) более подробно, так как с их помощью можно количественнс описать химические равновесия. Для того чтобы связать первый и второй законы термодинамики, введем в параметры системы наряду с р, Т и v также энтропию s. Для четырех функций состояния получим

u = f (s, v, л, ni:...,nk)

TL = F(S, Р, Яц..., Л;,...,)

/=/(«. Т, Щ,

g=f(p, TUi,..., nit...,n„)

(268) (269) (270) (27D

Изменение функций состояния определяется дифференциалов:

Индекс «j означает, что содержание (в мольных долях) всех компонентов, кроме i-ro, поддерживается постоянным. Все рас' смотренные выше уравнения справедливы только для однофазной системы. Если в системе имеется несколько фаз, то для каждой из них необходимо составить соответствующую систему уравнений.

Значения частных производных можно найти, написав уравнения для полных дифференциалов и сравнивая их с выражениями полных дифференциалов (разд. 22.2). Ограничиваясь обратимыми процессами, можно считать диссипативный член в уравнении (235) равным нулю (rf/=0).

При выполнении этих условий, подставив выражение для теплоты, полученное из (235), в уравнение (191) (первый закон термодинамики), получим полный дифференциал внутренней энергии:

~ (272)

du = Tds—pdv-\- М"г

где ц, — частные производные внутренней энергии по содержанию i-ro компонента (щ):

(273)

Подставив уравнение (272) в уравнение (194), получим полный дифференциал функции dh:

dhTds+vdp- (274)

Выразив внутреннюю энергию и через свободную энергию f (u=f-{-Ts) и подставив полученное выражение в (272), получим после преобразований

d/=—sdT—pdD+M"! (275)

Наконец, подстановка в уравнение (275) уравнения, определяющего функцию g, дает нам дифференциал dg:

dg-sdT+vdp+2 II.dn, (276)

Уравнения (272), (274), (275) и (276) имеют важное значение Для количественного расчета термодинамических равновесий и называются фундаментальными термодинамическими уравнениями Гиббса.

Р =

(277) (278)

Сопоставление уравнений (268) — (276) дает ряд важных соотношений:

'

страница 86
< 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
магазин интернет компьютерных столов
курсы отоления
часымужские эссенс
театр оперетты адрес

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
(09.12.2016)