Не обменивается ни веществом, ни энергиейЗадача 1. Гелий массой 75 г нагревали при температуре 100°С и давлении 1,013 · 105 Па. Вычислить количество затраченной теплоты, если объем газа изменился от 3 до 15 л. Решение. Так как нагревание газа происходит изотермически и изобарически, то количество затраченной теплоты можно вычислить по уравнению n(He) = 75/4 = 18,75 моль. Для одноатомных газов c v = 3/2 R, c p = 5/2 R, для двухатомных - c v = 5/2 R, c p = 7/2 R. Гелий - одноатомный газ, поэтому c р =5/2R = 5/2 · 8,314 = 20,79 Дж/моль. Задача 2. Вычислить тепловой эффект при постоянном давлении и постоянном объеме в стандартных условиях реакции С2Н5ОН (ж) + О2 = СН3СООН (ж) + Н2О. Решение. Так как реакция горения, то тепловой эффект удобнее рассчитать по тепловым эффектам сгорания участвующих в реакции веществ. Тепловые эффекты сгорания веществ находим в справочнике: ΔHх.р. = ∑ (ΔHсгор.)исх. - ∑ (ΔHсгор.)прод. Задача 3. При восстановлении алюминием железа из 100 г оксида железа (III) выделилось 476 кДж энергии. Определить тепловой эффект реакции. Решение. 100 г 476 кДж Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 + Q 1 моль 160 г 100 г Fe2O3 выделяют 476 кДж x=160 · 476 / 100 = 761,6 кДж Термохимическое уравнение: Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3 + 761,6 кДж Задача 4. Пользуясь справочными данными, установить, возможно ли при температурах 298 и 2500 К восстановление диоксида титана до свободного металла по схеме: TiO2 (к.) + 2C (графит) = Ti (к.) + 2CO (г.). Зависимостью ΔH° и ΔS° от температуры пренебречь. Решение. 1) Определяем ΔG° по уравнению ΔG°298 = ∑ (ΔG°обр.)прод. - ∑ (ΔG°обр.)исх.. ΔG°298 = -137,1 · 2 - (-888,6) = 614,4 кДж Поскольку ΔG°298 > 0, восстановление TiO2 при 298 К невозможно. 2) Для расчета ΔG2500 воспользуемся уравнением ΔG = ΔH° - T · ΔS°. Теперь находим ΔG2500, выражая ΔS° в кДж/К: Таким образом, ΔG2500 < 0, так что восстановление TiO 2 графитом при 2500 К возможно. не обменивается ни веществом, ни энергией 2)Сформулируйте первый закон термодинамики.
|