химический каталог




Сборник примеров и задач по физической химии

Автор И.В.Кудряшов, Г.С.Каретников

рой стадии цикла — адиабатического процесса — работу определяем по уравнению

W, = nR ?

7-1

температуру Т2 определяем по уравнению

2 \b,i

7, = 373| —1 =317,2К.

Следовательно,

373—317,2

Г2 = 8,314 — = 1159,8 Дж.

0,4

3. Для третьей стадии цикла работа будет отрицательна, так как происходит сжатие газа W3 = — NRT In (К3/К4), где по условию V3= = 3V], а объем К4 должен быть получен согласно указанию о том, что после адиабатического сжатия газ должен вернуться в исходное состояние, следовательно, должно выполняться равенство

ДОФ.П=0,

для испарения и возгонки.

ДЛф.п=— RT, для плавления и полиморфных превращений Д Аф.п=0.

72

(VII.38) (VII.39) (VII.40)

откуда

Г, ' '* "* V 317,2 Таким образом,

W3= —8,314-317,2-2,31g (ЗК,/1,5V,) = -1824,86 Дж.

73

Wt=—nR4. Для четвертой стадии цикла работа адиабатического процесса будет отрицательна и численно равна работе во второй стадии, так как в результате адиабатического расширения газ возвращается к первоначальной температуре:

Ti-T, = 1159,8 Дж.1

W, будет

Суммарная работа за весь цикл W = WT + WT + WS равна

«7 = 2146,06—1824,86 = 321,2 Дж.

КПД цикла: rj = W/QV где Qx = АЦ

„=? 321,2 =14,96%. 1 2146,06

= 14,96%.

1 = "

К этому же результату придем, если определим т) из равенства (VII.1):

373 — 317,2 373

2. В двух сообщающихся сосудах, разделенных перегородкой, находятся 1 моль азота и 2 моль кислорода. Перегородку вынимают, газы

смешиваются. Рассчитайте изменение энтропии ASCMe[n, если исходные температуры и давления одинаковы, а объемы различны; VU, =

= 1 л; Vo, = 2 л. Конечное давление смеси равно исходному давлению газа.

Решение. Процесс смешения газов необратим, и изменение

энтропии выражается неравенством AS > J Но если необратимый

и обратимый процессы проводятся в одних и тех же граничных условиях, то AS0|5P = AS„B0(5P. Всякий необратимый процесс можно мысленно провести обратимо в несколько стадий в тех же граничных условиях и подсчитать энтропию для каждой обратимой стадии. Тогда сумма изменений энтропии этих стадий будет равна изменению энтропии необратимого процесса. В данной задаче общее изменение энтропии можно заменить суммой изменения энтропии за счет расширения каждого из газов по отдельности, т. е. принять, что ASCMeIII= = ASN, +AS0l. Согласно уравнению (VII.8)

Д 5N, = R In (K/VNj); Д S0j = « In (VfV0t);

V=*VK, + V0,= 1 + 2 = 3 л

и 1

А5смеш=-2,3-8,31 (lgVi-21gV») = 15.876 Дж/(ноль.К)

(*N, = Va, XO, = 2/s — молярные доли азота и кислорода).

3. Смешали 1 моль аргона, взятого при ГАг=293 К, с 2 моль азота,

взятого при TN, = 323 К. Исходные давления компонентов и конеч

ное давление смеси одинаковы. Вычислите температурную составляющую энтропии смешения. Теплоемкость аргона СРГ = 20,8 Дж/(моль-К) и азота СР' = 29,4 Дж/(моль-К).

Решение. Процесс смешения газов необратим, поэтому вычисляем общее приращение энтропии системы как сумму изменений энтропии компонентов за счет увеличения температуры и за счет уменьшения давления, т. е.

4 SCMeI„ = (4 SN< + Л SAr)„3Mi т + (Д SN> + A SAr)MM. р.

Слагаемое (ASS, + А5АГ)ИЗМ г является температурной составляющей общего приращения энтропии в результате смешения. Согласно уравнению (VII.5)

(Д SNi + Д SAr)„3„. т = пЫг ф.2,3lg (T/TN>) + «Ar С* 2,3 Ig (77ГАг), (1)

7" — конечная температура смеси, вычисляется по уравнению теплового баланса

•С?"Аг (T-TAr) = фnNi (TN-T), (2)

где /iAr, nN) — количества молей аргона и азота. Подставляем числа в уравнение (2):

20,8-1 (Т—293) =29,4-2 ( 323—Г).

После преобразования уравнения (2) и вычислений находим Т = = 315 К- Подставляем числа в уравнение (1):

Д S = 29,4-2-2,31g (315/323)+ 20,8-2,3Ig (315/293) = = —1,458+1,504 = 0,033 Дж/(моль-К). 4. Вычислите изменение энтропии в процессе затвердевания 1 моль переохлажденного бензола при 268 К, если при 278 К АЯплС,н, = = 9956 Дж/моль, (Ср)с*,н, = 127,3 Дж/(моль-К), (Щс.н. = 123,6 Дж/(моль-К); Р = const = 1,01-10s Па.

Решение. Этот процесс необратим

страница 28
< 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

Скачать книгу "Сборник примеров и задач по физической химии" (3.96Mb)


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

 

 

Реклама
Кликни на объявление, получи скидку в КНС по промокоду "Галактика" - коммутатор D-Link - 18 лет надежной работы!
во 06-300
дизайнер эйрманн
стол журнальный акма stella 02 купить в спб

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
(22.01.2017)