физическая химия рр3. пример к УЗ 4 РР 2_52993_1633876431. Чистый углекислый газ co

• Название: Чистый углекислый газ co
• Анкор: физическая химия рр3
• Дата: 05.12.2021
• Размер: 72 Kb.
• Имя файла: пример к УЗ 4 РР 2_52993_1633876431.doc
• Тип: Документы; #291950

Пример

Углекислый газ массой 200 г находится в состоянии 1 при температуре 600 К и давлении 2,5 атм. Его перевели в состояние 2, при котором температура равна 298 К, а давление 1 атм. Принимая свойства углекислого газа близкими к свойствам идеального газа, найти изменения мольных и полных объема; энтропии; энтальпии; внутренней энергии и энергии Гиббса системы при этом переходе.

Дано: чистый углекислый газ CO₂. = 200 г = 0,2 кг.

600 К; 2,5 атм; 298 К; 1 атм.

Найти: ; ; ; ; ; ; ; ; ; .

Решение. Из справочных таблиц определяем форму уравнения и значения коэффициентов температурной зависимости мольной изобарной теплоемкости углекислого газа. Упростим обозначение, помня, что рассматриваем чистый углекислый газ, опустим в записи некоторые индексы.

Вещество	кДж / моль	Дж/(моль∙К)	Коэффициенты уравнения
			а	103		10−5
CО2 (г)	−393,51	213,66	44,14	9,04	−	−8,54

= a + bT + c’T⁻² = 44,14 + 9,04∙10⁻³ T  8,54∙10⁵ T⁻²

Используя уравнение состояния идеального газа, находим изменение мольного объема следующим образом:

=

= 4,74∙10⁻³ м³/моль.

Полное изменение объёма углекислого газа при рассматриваемом переходе составит .

Число молей находим по формуле 4,55 моль.

4,55∙4,74∙10⁻³ = 2,16∙10⁻² м³.

Расчет мольного изменения энтропии углекислого газа при переходе из состояния 1 в состояние 2 производится по формуле

=

=

= −46,89 Дж/(мольК).

Полное изменение энтропии равно

−213,32 Дж/К.

Для идеального газа изменение энтальпии не зависит от давления, поэтому формула для расчета мольного изменения энтальпии имеет вид:



Дж/моль

Полное изменение энтальпии равно

= 4,55∙(−15998,5) = −72793,18 Дж.

Для идеального газа мольное изменение внутренней энергии связано с мольным изменением энтальпии .

Следовательно,

= −15998,5−8,314(298−600)= −13487,7 Дж/моль.

Полное изменение внутренней энергии найдем как

=4,55(−13487,7) = − 61369 Дж.

Мольное изменение энергии Гиббса при переходе углекислого газа из состояния 1 в состояние 2 определим как .

Но известно, что , а . Кроме того, .

Тогда

= = = .

Мольные изменения энтальпии и энтропии определены ранее, значение мольной энтропии в состоянии 2 можно найти по справочнику, т.к. это состояние 298 К и 1 атм: 213,66 Дж/(моль∙К).

−15998,5 −213,66(298−600)−600∙(−46,89) =76660,8 Дж/моль.