химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

, р).

Применим полученные выше соотношения для расчетов изменения энтропии при некоторых процессах:

1. Фазовые превращения (изотермические процес-с ы; Theorist):

S2 — S1 = AS = \ -f- = y~ \ bQ = у- (III, 26)

Удельная теплота плавления бензола равна 29,92 кал/г; температура плавления /пл.~5,5 °С. Следовательно, изменение энтропии I г бензола при плавлении (энтропия плавления) равно:

29,92

Д5ПЛ. 273 55 = О,107 кал§г-град -- 0,107 э, е

2, Нагревание при постоянном давлении (изобарный процесс; p=const).

Из уравнения (III, 18а) получаем:

П

Ti

Sa-S^ AS = J-^- dT (III, 27)

Найдем изменение энтропии одного грамм-атома алюминия при нагревании от 25 до 600 °С. Истинная атомная теплоемкость алюминия может быть выражена уравнением:

'ср = 5,006 +0,002 564 Т По уравнению (III, 27) изменение энтропии будет равно:

873

С Ср 873

&S= \ ^?dr= 5,006.2,303^298" +

298

+ 0,002 564(873 — 298) = 5,38+ 1,47 = 6,85 э. е.

3. Смешение двух идеальных газов (изотермиче-с к и-и зобарный процесс).

В смеси идеальных газов компоненты ведут себя независимо друг от друга. Поэтому энтропия равновесных смесей идеальных газов является аддитивной функцией состава.

При смешении двух газов в количестве л, и m молей при постоянных температуре Т и общем давлении р каждый газ изменяет свой объем от первоначального до объема смеси, равного сумме исходных объемов газа. Изменение энтропии при смешении является суммой изменений энтропии каждого газа при его изотермическом расширении. В соответствии с уравнением (III, 19) это изменение равно:

AS = nxR In —Чт—^ + n2R Зп —г—1 (111,28)

Vl V2

Рассчитаем изменения энтропии, происходящие при смешении двух молей азота и одного моля водорода (значения температуры и суммарного давления безразличны для расчета).

Так как объемы азота, водорода и смеси находятся в отношениях Vji V2 : (VIT-VZ)=2 : 1 : 3, то изменение энтропии составит:

AS = 2R 1п 8/а + Я ^ «Д = 4,576 (2 lg »/а 4 Ы 3) = 3,79 э. е.

4. Переход переохлажденной жидкости в твердое состояние (неравновесный процесс).

Рассчитаем в качестве примера изменение энтропии и приведенной теплоты при неравновесном процессе—переходе в лед одного моля жидкой воды, переохлажденной до —5 °С.

Изменение энтропии может быть вычислено как сумма приведенных теплот по какому-либо равновесному пути между этими состояниями. Для предлагаемого процесса расчет можно провести по двум равновесным путям.

I. Жидкая вода нагревается от —5 до О °С (1), затем обратимо затвердевает (2), и, наконец, лед охлаждается до —5 °С (3). Изменения энтропии при трех процессах этого пути вычисляют изложенными выше способами*:

Т 273 2

(I) Д$! = Ср ж In -уг- = 18- 2,303 lg 20^2 = °>334 ккал}моль-град

(2) AS2 =— jr— = — 2^j~lf = —* 5» 264 ккал!моль*град ^

Т 268 2

(3) Д58 = Cpt rln~ = 9-2,303 lg 273' 2 ~ ~ 0> 166 K^cufмоль-град

Суммарное изменение энтропии равно:

AS = AS, 4 Д52 4 д58 = — 5,096 кал^моль-град

* Ср, ж—18 ккал]моль-град—теплоемкость жидкой воды; Ср, т= =9 ккал!моль-град—теплоемкость льда; Хпл =1438 ккал/моль—мольная теплота плавления льда при 0 °С.

II. Жидкая вода испаряется обратимо (под давлением своего насыщенного пара р!=3,156 мм) при —5 °С (1). Затем водяной пар изотермически расширяет

ся до тех пор, пока давление не станет равным рг—3,008 мм (давление насыщенного пара льда) (2). Наконец, пар конденсируется в лед при —5 °С (3).

Вычислим сначала необходимую для расчета величину теплоты затверде-яання воды [Н20(ж) ^ НгО(т)] прн —5 °С по формуле Кирхгоффа;

Н20(ж)^=±Н20(т)

*затв. (-5 »С) = ^затв. (0 вС) ~Г" С ^о)

Чатв. (О -С) + (Ср, Г - СР, ж ) С - <•) - - 1438 - 9 (-5) « ~ 1393 кал!моль

(1) AS1 =

^исп. ^исп.

268,2

р, 3,156

(2) US2 = Я ln-j^- = 4,5761g -^008 =0.095

1 >

д„ Лвозг. Лвозг.

(4) Дй3 — — г - — 2б8( 2

Суммируя, получаем:

^исп. Лвозг.

затв.

Д5 = ASt + Д52 + AS3 = —+ 0,095

IN

AS =

268

Так как ЛИС1%—^возг.^^затв^—1393 ккал/моль, то 1393

~2 + 0,095 = — 5,194 + 0,095 = — 5,099 кал f моль-град

Величины AS, найденные для одного процесса, приведенного двумя различными равновесными путями, равны между собой (расхождение, составляющее 0,003 кал/моль-град, связано с неизбежной неточностью использованных данных). Это следовало ожидать, ибо энтропия является функцией состояния.

Приведенная теплота, полученная водой в необратимом процессе при непосредственном затвердевании ее при —5 °С, равна:JT — —j+- -- — 268 2 = — ^' кал/моль-град Q

Сравнение величин AS и jr показывает, что в соответствии с уравнением (III, 15) &S>-jr

§ 7. Постулат Планка. Абсолютные значения энтропии

По уравнениям (III, 18) и (III, 20) невозможно вычислить абсолютные значения энтропии системы. Такую возможность дает новое, недоказуемое положение, не вытекающее из двух законов термодинамики, которое было сформулировано План-ком (1912). Согласно этому положению, называемому постулатом

Планка*, энтропия индивидуального кристалличес

страница 38
< 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

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


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

 

 

Реклама
свадебные букету для невесты из пионов
Рекомендуем компанию Ренесанс - винтовая лестница купить- быстро, качественно, недорого!
стул изо фото
Вся техника в KNSneva.ru VPL-FHZ700L - офис в Санкт-Петербурге со стоянкой для клиентов.

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
(10.12.2016)