Термодинамические функции

Термодинамические функции
2009
"аудиторно"
1. Определить U при испарении 1 кг воды при Ткип с учетом и без учета объема жидкости. (1 атм, пар = идеальный газ,
Нb=2258.7 кДж/кг = 40.66кДж/моль)
2. Определить работу изобарного расширения 3 молей газа при нагревании от
25 С до 100 С. Какую энергии надо затратить на нагрев?
3. Определить U при испарении 1 литр спирта при Ткип с учетом и без учета
объема жидкости. (при 1 атм, пар идеальный газ, Нb = 837.38 кДж/кг,
Vуд(Ткип) = 0.607 м3/кг)
4. Определить работу расширения метанола при испарении 5 молей при Ткип
(337.9 К)
5. Определить работу адиабатического расширения 5 молей Аr, H2, CO2, CH4.
(To=300 K, от Vo=5 л, до V=50 л)
6. Рассчитать (закон Гесса) тепловой эффект реакции корунда (Al2O3 Н0298 =
-1675 кДж/моль) с SO3 (Н0298 = -395.2 кДж/моль) (Н0298(Al2(SO4)3= -3434
кДж/моль) при н.у. (= -573 кДж/моль)
7. Той же реакции при постоянном объеме (автоклав) (= -566 кДж/моль)
8. Средняя теплоемкость аммиака в интервале 300-1000 С. (в справочнике
есть уравнение Ср=29.8 + 0/02548 T — 1.67×10-6 T-2)
9. Рассчитать энтальпию AgCl при 1000 К (атм).
10. Рассчитать энтропию AgCl при 1000 К (атм).
11. Рассчитать тепловой эффект горения спирта (газ) при 500 К.
12. Отличается ли эффект при растворении в кислоте кусков Al и Mg отдельно
и в виде сплава.
13. Растворение пружины, деформированного (как) тела
14. Рассчитайте стандартные энергии Гиббса и Гельмгольца Go и Fo при 60
о
С для химической реакции:
CH3COOH(ж) + 2H2(г) = C2H5OH(ж) + H2O(ж).
Может ли эта реакция протекать самопроизвольно при данной температуре?
Теплоемкости веществ считать постоянными
15. Рассчитайте стандартные энергии Гиббса и Гельмгольца Go и Fo при 700
о
С для химической реакции:
CaCO3(тв) = CaO(тв) + CO2(г).
Может ли эта реакция протекать самопроизвольно при данной температуре?
Теплоемкости веществ считать постоянными.
16. Рассчитайте Go при 25 оС для химической реакции:
CO2(г) + 4H2(г) = CH4(г) + 2H2O(ж).
Стандартные значения энтальпии образования и абсолютной энтропии при
25 оС равны: fHo(СO2) = -94.1 ккал/моль, fHo(СH4) = -17.9 ккал/моль,
o
o
.
o
fH (H2O(ж)) = -68.3 ккал/моль; S (СO2) = 51.1 кал/(моль K), S (H2) = 31.2
кал/(моль. K), So(СH4) = 44.5 кал/(моль. K), So(H2O(ж)) = 16.7 кал/(моль. K).
17. Выведите соотношение между теплоемкостями:
.
Термодинамические функции
2009
На дом
Выразить U как функцию переменных G, T, p.
Используя основное уравнение термодинамики, найдите зависимость
внутренней энергии от объема при Т=const: а) для произвольной системы; б) для идеального газа.
3. Внутренняя энергия некоторого вещества не зависит от объема. Как
зависит давление этого вещества от температуры?
1.
2.
Докажите тождество:
.
Нарисуйте график зависимости энергии Гиббса индивидуального вещества от температуры в интервале от 0 до T > Tкип.
6. Для некоторой системы известна энергия Гиббса:
G(T,p) = aT(1-lnT) + RT lnp - TS0 + U0,
где a, R, S0, U0 - постоянные.
Найдите уравнение состояния p(V,T)
и зависимость U(V,T) для этой системы.
7. В калориметр поместили 50 г льда с Т=273 К и 150 г воды с Т = 323
К. Какая температура установится в калориметре?
4.
5.
o
m H 273.15,
C p, H2O  4.184 Äæ / ã  K
H 2 O  334.7 Äæ / ã,
8.
Вычислите тепловой эффект образования аммиака из простых веществ при стандартном давлении и 298 К по тепловым эффектам реакций:
2 H 2  O2  2 H 2O(l )  H1 , H1  571.68kJ
4 NH 4  3O2  6 H 2O(l )  H 2 , H 2  1530.28kJ
Теплоты растворения 1 моль натрия и оксида натрия в воде при стандартных условиях и 298 К' соответственно равны —183,79 и —237,94
кДж/моль. Вода берется в большом избытке.
Вычислите тепловой эффект H°298 образования оксида натрия из простых веществ при стандартных условиях и 298 К.
10. Определите тепловой эффект химической реакции при 500 К СН3ОН
(г)+3/2О2 = СО2 + 2Н2О(г) Теплоемкости всех веществ, участвующих в
химической реакции, постоянные и равны Ср,298
11. Вычислить тепловой эффект реакции при 298 К и стандартном давлении:
CaC2(тв) + 2Н2О(ж) = Са(ОН)2(тв) + С2H2
Данные в справочниках
9.