Самостоятельная работа № 1
Вариант № 8
1.Вывести аналитическую зависимость теплового эффекта (Дж) реакции от температуры Т:
Стандартный тепловой эффект и уравнение зависимости из приложения 1.
2.Вычислить тепловой эффект при температуре Т=500 К.
3.Построить графики зависимости:
и - в том интервале температур, для которого справедливо выведенное уравнение зависимости
4.Определить графически как при и сравнить полученный результат с рассчитанным по формуле
Решение.
Таблица 1
Вещество
, Дж/моль∙К
Температурный интервал
-601,49 48,98 3,14 -11,44 298…3000
-241,8 30,0 10,71 0,33 298…2500
-924,6 46,99 102,85 - 298…541
- 78,98 13,85 -11,11 298…541
- 46,99 102,85 - 298…2500
-16,9 31,99 -89 -11,11 298…2500
81,3 - - -
Из данных, приведенных в таблице, получаем:
Проверяем
С учетом последнего выражения найдем интегрированием уравнения Кирхгофа в пределах от 298 до Т (Т £ 1000):
Результаты расчетов по уравнениям представлены в табл. 2.
Таблица 2
T, К
, Дж/К
, Дж/К
, Дж/К
, Дж
300 70,791 77,760 -6,969 81060 325 72,963 80,331 -7,368 80880 350 74,758 82,903 -8,145 80690 375 76,273 85,474 -9,201 80470 400 77,576 88,046 -10,47 80220 425 78,715 90,618 -11,903 79440 450 79,726 93,189 -14,74 79620 475 80,635 95,761 -15,126 79260 500 81,461 98,332 -16,871 78860 525 82,222 100,90 -18,678 78410 541 82,667 102,55 -19,883 77920
На рис. 1 и 2 представлено изменение ; и в зависимости от температуры, а также определение при Т1 = 310 К.
Строим графики зависимостей:
и
Определяем графически, как при и сравниваем полученный результат с рассчитанным по формуле
по модулю
Самостоятельная работа № 2
Вариант № 8
В таблице 1 для некоторого чистого вещества приведены молекулярная масса (кг/кмоль), плотности в твердом и жидком состояниях (и в кг/м3) при температуре трехфазного равновесия (тройная точка), и экспериментальные данные [2] по упругости паров над твердым и жидким веществом при разных температурах. Необходимо:
1) по графикам зависимостей от или аналитически рассчитать численные значения постоянных коэффициентов в интегральных уравнениях Клаузиуса — Клапейрона
2) вычислить средние для исследованных интервалов температур теплоты испарения, возгонки и плавления; определить координаты тройной точки (параметры трехфазного равновесия);
3) вычислить величину , характеризующую наклон линии фазового равновесия "" в тройной точке;
4) построить диаграмму фазовых равновесий вещества;
5) вычислить температуру плавления вещества при заданном внешнем давлении Р (Па) и оценить нормальную температуру кипения;
6) рассчитать изменение внутренней энергии, энтальпии, свободных энергий Гиббса и Гельмгольца для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при температуре тройного равновесия.
Таблица 1
Вариант Твёрдое состояние Жидкое состояние Условия
8
276,6
278,2
279,2
280,2
281,4
1413
1706
1879
2066
2372
277,2
279,2
281,4
283,2
285,2
288,7
1826
2082
2372
2626
2932
3279
;
;
;
Решение:
1. ............
