Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Задачи для самостоятельного решения






1. Вычислите двумя способами теплоту испарения воды при 273, 2 К и 573, 2 К, используя следующие данные:

1 способ:

T, К 273, 16 573, 16

V п. л/г 206, 3 0, 0215

V ж, см3/г 1, 0000 1, 400

dp/dT 0, 333 мм.рт.ст./К 1, 201 атм/К

2 способ:

Т, К273, 2 274, 2 572, 7 574, 3

р. 4, 579 мм.рт.ст 4, 924 мм.рт.ст. 88, 14 атм 90, 17 атм Объясните, почему при 273, 2 К результаты совпадают, а при 573, 2 К расходятся.

2. Зависимость давления насыщенного пара муравьиной кислоты (мм рт.ст.) от температуры выражается уравнением:

над твердой фазой lg р = 12, 486 – ;

над жидкой фазой lg р = 7, 884 – .

Вычислите координаты тройной точки.

3. Вычислить теплоту возгонки металлического цинка, если при температуре тройной точки (692, 7 К) теплота плавления D Н пл = 6, 908 кДж/моль, а зависимость теплоты испарения от температуры выражается уравнением

D Н исп = 133738, 66 – 9, 972 Т (Дж/моль).

4. Теплота плавления и плотности жидкой и твердой ртути при температуре тройной точки (234, 29 К) равны соответственно 11, 8·103 Дж/кг, 13690 и 14193 кг/м3. Вычислите давление, при котором температура плавления станет равной 235, 29 К.

5. Определите температуру кипения хлорбензола при 2, 666·104 Па, если его нормальная температура кипения 404, 5 К, а при 5, 332·104 Па он кипит при 382, 2 К.

6. Вычислите теплоту испарения хлора, кипящего при давлении р = 0, 1013 МПа, если уравнение зависимости давления (Па) насыщенного пара от температуры над жидким хлором имеет вид:

р = 3, 58·106 – 3, 37·104 Т + 80, 11 Т 2.

7. Зависимость давления (Па) насыщенного пара от температуры для фреона СС12F2 выражается уравнением

lg p = 35, 5 – – 9, 26- lg T + 0, 0037 Т.

Определите давление насыщенного пара, теплоту испарения, изменение энтропии и D cp при испарении 1 моля фреона при 298 К.

8. Молярная теплота испарения четыреххлористого углерода изменяется с температурой по уравнению

D Н исп = 10960 – 10, 53 Т (Дж/моль).

Определите давление насыщенного пара СС14 при 333, 2 К, если нормальная температура кипения равна 348, 2 К.

9. Давление пара жидкого брома (мм рт.ст.) изменяется с температурой по уравнению

lg p = – – 4, 08lg Т + 19, 82.

Выведите уравнение зависимости теплоты испарения брома от температуры и рассчитайте изменение энтропии при испарении 1 моля брома при температуре кипения (331, 2 К).

10. Плотности твердого и жидкого железа при температуре плавления соответственно равны 7, 865 и 6, 88 г/см3. Изменение энтропии при плавлении равно 8, 3 Дж/(моль·К). Насколько изменится температура плавления железа, если повысить давление до 1, 013·107 Па?

11. Удельная теплота испарения этилового спирта D Н исп = = 887, 644·103 Дж/кг. Давление насыщенного пара при Т 1= 343 К равно 0, 721·105 Па. Oпределить давление пара при Т 2= =353 К.

12. Зависимость давления насыщенного пара толуола от температуры выражается уравнением

lg p = – – 6, 71 lg T + 29, 775.

Определить молярную теплоту испарения при нормальной температуре кипения (T н.т.к. = 383, 3 К).

Ответы на задачи

1) D Н 273, 2 = 44, 991 кДж/моль; D Н 573, 2 = 94, 326 кДж/моль; D Н 273, 2 = 46, 312 кДж/моль; D Н 573, 2 = 36, 727 кДж/моль; 2) 282, 5 К; 2, 656·103 Па (19, 9 мм рт.ст.); 3) 133, 74 кДж/моль;
4) 1, 945·107 Па; 5) 259, 6 К; 6) 21, 4 кДж/моль; 7) 0, 414·105 Па; 29, 33 кДж/моль; 98, 4 Дж/(моль·К); –34, 8 Дж/(моль·К).
8) 0, 903·105 Па. 9) D Н исп = 42239, 7 – 33, 90 Т (Дж/моль); 93, 63 Дж/моль·К); 10) 1, 227 К; 11) р = 0, 7509·105 Па. 12) D Н =
= 33, 505·106 Дж/кмоль.

МНОГОВАРИАНТНАЯ ЗАДАЧА

1. По зависимости давления насыщенного пара (р, Па) от температуры и плотности данного вещества А с молекулярной массой М в твердом и жидком состоянии (d т и d ж в кг/м3) в тройной точке (тр.т.)

1) построить график зависимости lg р = 1 ;

2) определить по графику координаты тройной точки;

3) рассчитать среднюю теплоту испарения и возгонки;

4) определить приближенно температуру кипения вещества при нормальном давлении;

5) определить теплоту плавления вещества при температуре тройной точки;

6) вычислить dT/dp для процесса плавления при температуре тройной точки;

7) вычислить температуру плавления вещества при давлении р. Па;

8) вычислить изменение энтропии, энергии Гиббса, энергии Гельмгольца, энтальпии и внутренней энергии для процесса возгонки 2 кмоль вещества в тройной точке;

9) определить число термодинамических степеней свободы при следующих, значениях температуры и давления: а) Т тр.т. р тр.т.; б) Т н.т.к., р = 1, 013·105 Па; в) Т н.т.к., р тр.т.. Необходимые для расчета данные взять из таблицы 16.

Таблица 16

 

№ варианта Состояние Условия
твердое жидкое
Т, К р, Па Т, К р, Па
           
  268, 2 269, 2 270, 2 271, 2 272, 2 401, 2 437, 2 475, 9 517, 2 533, 2 269, 2 272, 2 273, 2 275, 2 278, 2 283, 2 288, 2 505 533, 2 573 656 760 982 1600 М = 18 р = 40, 5·105 d т = 918 d ж = 1000
  248 254, 4 258 259 7998 13300 17995 19995 260 265 270 278 23327 27190 31860 40290 М = 27 р = 800·105 d т = 718 d ж = 709
  55 58 59, 2 63   60 64 66 67, 8 12663 17329 22394 27993 М = 28 р = 500·105 d т = 1026 d ж = 808
  100 104 107 109 110, 5   105 112 114 115 116 117 17329 29653 34738 38657 М = 30 р = 900·105 d т = 1272 d ж = 1260

Продолжение табл. 16

 

           
  229, 2 248, 0 133, 2 694, 5 273, 2 282, 5 4786 6665 М = 32 р = 300·105 d т = 837 d ж = 825
257, 0, 267, 2 1333 2966 298, 2 306, 7 12697 16396
273, 2   312, 5 316, 5 18929 21328
  173 178 183 184 7330 11600 16795 19995 190 196 200 207 31192 38657 46655 55986 М = 34 р = 450·105 d т = 1010 d ж = 980
    215 221 69476 77314
  196 203 213 220 101325 190491 402360 648480     М = 44 р = 750·105 d т = 1542 d ж = 1510
    241 242 1065237 1131722
  276, 6 278, 2 279, 2 280, 2 1413 1706 1879 2066 277, 2 279, 2 281, 4 283, 2 1826 2082 2372 2626 М = 46 р = 950·105 d т = 1240 d ж = 1290
281, 4   285, 2 288, 7 2932 3279
  230 233 237 240 26260 31458 39900 49997 236 246 248 249 63315 78647 83979 86645 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955
    252, 5  
245 249 66650 86645 253, 5  

 

 

Продолжение табл. 16

 

           
  1758, 2 1788, 2 1810, 2 1835, 2 1873, 2 22, 65 63, 98 99, 9 115, 9 1832 1873, 2 1905 1938 1956 1991 2040 187 300 387 486 573 800 973 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955
  242, 1 252, 4 263, 8 271, 2 280, 9 293, 0   311 313 316 26660 37724 46188 51720 56186 63317 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955
  183, 2 188, 0 196, 2 199, 2 203, 7 333, 3 586, 5 201 203, 7 214 216 230, 2 244 4665, 6 5305 7198 7998 13328 21728 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955
  139, 2 141, 5 144, 0 1999, 5 9997, 5 137 141 145 146 149 151, 4 6665 7331, 5 8664, 5 9997, 5 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955
  273, 2 274, 2 276, 2 277, 2 278, 2 3265, 8 3465, 8 3932, 3 4305, 6 274, 2 275, 2 276, 2 278, 2 283, 2 290, 2 3730 4000 4160 4530 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955

 

Продолжение табл. 16

 

           
  177, 3 180 182 184 185, 5 15996 19995 23994 28659 180 185, 5 188 191 196, 8 26660 32992 37057 43456 М = 52 р = 350·105 d т = 3010 d ж = 2955

 

ЛИТЕРАТУРА

Г1 – Герасимов Я. И., и др. Курс физической химии. Т.1.–М.: Химия, 1970. – 592 с.

Г2 – Голиков Г. А. Руководство по физической химии. –М.: Высшая школа, 1988. – 383 с.

К1 – Карапетьянц М. Х. Химическая термодинамика. –М.: Химия, 1975. –583 с.

К2 – Карапетьянц М. Х. Примеры и задачи по химической термодинамике. –М.: Химия, 1974. –302 с.

К3 – Кудряпюв И. В., Каретников Г. С. Сборник примеров и задач по физической химии: Учебн. пособие для хим.-техн. спец. вузов.– 6-е изд., перераб. и доп. –М.: Высшая школа, 1991.–527 с.

К4 – Киреев В. А. Курс физической химии. Изд. 3-е. М.: Химия, 1975. –776 с.

К.С. –Краткий справочник физико-химических величин./ Под ред. А. А.Равделя, A. M. Пономаревой. – 8-е изд. Л.: Химия, 1983. – 232 с.

С1 – Стромберг А. Г., Лельчук Х. А., Картушинская А. И. Сборник задач по химической термодинамике. – 2-е изд. – М.: Высшая школа, 1985. –192 с.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие.................................................................................................. 3

Тема 1. ГАЗЫ........................................................................................... 5

Примеры решения задач...................................................... 6

Задачи для самостоятельного решения........................... 9

Многовариантные задачи.................................................... 12

Тема 2. ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ,

ТЕПЛОТА, РАБОТА............................................................... 14

Примеры решения задач...................................................... 15

Задачи для самостоятельного решения........................ 16

Многовариантная задача................................................. 19

Тема 3. ЗАКОН ГЕССА....................................................................... 20

Примеры решения задач...................................................... 21

Задачи для самостоятельного решения........................ 25

Многовариантные задачи..................................................... 30

Тема 4. ТЕПЛОЕМКОСТЬ. ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОВОГО
ЭФФЕКТА ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ 32

Примеры решения задач...................................................... 33

Задачи для самостоятельного решения........................... 37

Многовариантные задачи.................................................... 41

Тема 5. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. ЦИКЛ КАРНО.

ЭНТРОПИЯ.............................................................................. 44

Примеры решения задач....................................................... 45

Задачи для самостоятельного решения........................ 49

Многовариантные задачи-................................................ 52

Тема 6. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ.
ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ............................................ 55

Примеры решения задач...................................................... 55

Задачи для самостоятельного решения........................... 59

Многовариантные задачи................................................. 63

Тема 7. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ
СИСТЕМАХ 64

Примеры решения задач...................................................... 65

Задачи для самостоятельного решения........................ 67

Многовариантная задача.................................................... 69

ЛИТЕРАТУРА............................................................................................ 73

 

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.