I и II законы термодинамики

1. 1 моль одноатомного идеального газа вступает в следующий цикл: 1) изотермическое расширение от V₁ = 22,4 л до V₂ = 44,8 л, при этом давление падает с 2 атм до 1 атм; 2) изобарное сжатие при р₂ = 1 атм от V₂ до такого объема V₃ , чтобы при последующем адиабатическом сжатии система вернулась в исходную точку; 3) адиабатическое сжатие от V₃ и р₂ = 1 атм до V₁ = 22,4 л и р₁ = 2 атм. Рассчитайте DН для каждого процесса этого цикла. (При решении этой задачи удобнее вначале указанный цикл изобразить на графике и рассчитать параметры Т, V, р для каждой из трех точек цикла.)

2. Для процесса изотермического сжатия 10 л криптона (идеальный газ) при 30^оС и начальном давлении 1,01310⁵ Па, рассчитайте А, Q, DU, если объем газа в ходе процесса уменьшится в 3 раза.

3. Зависимость теплового эффекта реакции

Н₂ (г) + 1/2 О₂ (г) = Н₂О (г)

от температуры выражается уравнением

D_r Н^о_Т = – 237,65×10³ – 13,01 Т + 2,88×10^–3 Т² – Дж.

Рассчитайте изменение теплоемкости DС^о_Р и DС^о_V для этой реакции при 800 К.

4. Вычислите изменение энергии Гельмгольца в следующем процессе: нагревание 0,5 кг жидкого метанола от 298 К до Т_нтк = 337,9 К (давление стандартное) с последующим испарением и расширением паров до р = 0,2×10⁵ Па. Пары метанола считать идеальным газом, изменением объема жидкости в процессе нагревания пренебречь, энтропию жидкого метанола принять постоянной и равной 126,78 Дж/(мольК), плотность жидкого метанола при Т_нтк принять 0,7555 г/см³ .

5. Найти изменение энтропии при нагревании 1 моль твердого магния от 300 до 800 К (давление стандартное), если

С^о_Р (тв) = 22,3 + 10,6410^–3 Т – 0,42×10⁵ Т^–2 Дж/(Кмоль).

Растворы

1. 1. Дан водный раствор ВаCl₂ (10% массовых; плотность 1,092 г/мл). Выразить концентрацию этого раствора через моляльность, молярность, нормальность и мольные доли.

2. 2. При 30^оС давление пара водного раствора сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ равно 31,207 торр. Давление пара чистой воды при 30^оС равно 31,824 торр. Плотность раствора равна 0,99564 г/мл. Чему равно осмотическое давление этого раствора?

3. 3. При 140^оС давление пара бензола равно 4692 гПа, а давление пара бромбензола 661,6 гПа. Рассчитайте парциальные давления и общее давление пара над раствором при 140^оС, если раствор содержит 0,2 мольной доли бензола.

4. Вычислите молекулярную массу нелетучего вещества, если температура замерзания раствора, содержащего 100 г бензола и 0,2 г исследуемого вещества, на 0,17 К ниже Т замерзания бензола. Криоскопическая постоянная бензола 5,16.

Химическая термодинамика

1. Для реакции Sb₂S_{3 тв} + 3H₂  2Sb _тв + 3H₂S при 713 К К_Р = 0,429. Определите, в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях исходных парциальных давлений компонентов (Па): = 0,70910⁵ ; = 0,50710⁵ .

2. Константа равновесия газофазной реакции N₂ + 3H₂  2NH₃ К_Р = 1,6410^–4 бар^–2 при 400^оС. Какое общее давление необходимо приложить к эквимолярной смеси N₂ и H₂ , чтобы 10% азота превратилось в аммиак? Газы считать идеальными.

3. Для реакции сульфирования 2AgCl _тв + H₂S _газ Ag₂S _тв + 2HCl _газ при 230^оС К_Р = 1,66210⁵ Па, а при 419^оС К_Р = 117,810⁵ Па. Определите тепловой эффект реакции в данном температурном интервале и константу равновесия при 280^оС.

4. Плотности жидкого и твердого висмута при температуре плавления 271^оС соответственно равны 10005 и 9637 кг/м³ . Атомная скрытая теплота плавления 10,878 кДж/моль. При какой температуре висмут плавится под давлением 203670 гПа?

5. Определите нормальную температуру кипения хлороформа, если давление его паров при 50^оС равно 713 гПа, а молярная теплота испарения составляет 30,836 кДж/моль.