Элементы электрохимии

Задача 10. Зависимость ЭДС от температуры для элемента, в котором протекает реакция

Zn+Hg₂SO₄=ZnSO₄+2Hg,

выражается уравнением

.

Определить для этой реакции при Т=303 К.

Решение.

Используем соотношения

; ; .

ЭДС элемента при Т=303 К равна

В.

Дж/моль.

Свободная энергия Гельмгольца .

Для этой реакции , Дж/моль.

Для определения находим :

,

Дж/моль,

Дж/(моль ^. К).

Расчетная работа № 1 по теме «термодинамика» Задачи 1, 2, 3

Вариант 1

1.1. Газ, расширяясь от 0,02 до 0,04 м³ при постоянном давлении 0,98 ^. 10⁵ Па, поглощает 132 Дж теплоты. Оп­ределить изменение внутренней энергии.

1.2. При 20°С и 1013 гПа в сосуде находится 2 кг азо­та. Вычислить и А при изобарном увеличении давления до четырехкратного объема.

1.3.Истинная теплоемкость свинца может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Температура плавления свинца 326 ^оС. Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы расплавить 1 кг металла, взятого при 17 ^оС? Дж/кг.

Вариант 2

1.1. В резервуаре вместимостью 0,05 м³ при 15°С и избыточном давлении 3039 гПа содержится кислород. Определить максимальное количество теплоты, которое можно сообщить газу, если стенки резервуара выдерживают дав­ление, не превышающее 15000 гПа.

1.2. При 5°С и начальном давлении 4052 гПа 0,004 м³ азота расширяются изотермически до давления 1013 гПа. Вычислить работу и количество поглощенной теплоты.

1.3.Зависимость молярной теплоемкости фосфата кальция от температуры выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)

в интервале температур от 273 до 1373 К. Найти изменение энтальпии при нагревании этого вещества от 600 до 900 К.

Вариант 3

1.1. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 10 г кислорода от 10 до 30°С при постоянном объ­еме.

1.2. Найти изменение внутренней энергии при испаре­нии 0,1 кг этанола при температуре его кипения и дав­лении 0,98^.10⁵ Па. Теплота парообразования спирта при температуре кипения равна 858 Дж/г, а удельный объем пара равен 0,607 м³/кг. Объемом жидкости прене­бречь.

1.3.Истинная молярная теплоемкость водяного пара может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Какое количество теплоты выделится при охлаждении 90 г пара от 307 до 100 ^о С при постоянном давлении Па?

Вариант 4

1.1. Какое количество теплоты, необходимо для нагревания 1 м ³ азота от 0 до 2°С при постоянном объ­еме и начальном давлении 101,3 кПа.

1.2. Определить количество теплоты и работы при изобарном расширении аргона от 0,5 до 4 м³ при 27°С и 1,013 ^. 10⁵ Па.

1.3.Какое количество теплоты поглощается при нагревании 2 кг меди от 25 до 1000 ^оС, если молярная теплоемкость меди выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)?

Вариант 5

1.1. Какое количество работы будет совершено 1 кг N₂ при повышении его температуры на 150° при постоянном давлении?

1.2. Вычислить работу изобарного расширения при нагревании 3 г CO₂ от 5 до 15^оС при давлении 1013 гПа. Плотность CO₂ принять 1,5 кг/м³.

1.3.Комната имеет площадь 20 м² и высоту 4 м. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть воздух в этой комнате от 10 до 20 ^оС при полной термоизоляции, если для азота и кислорода молярная теплоемкость

, Дж/(моль^. К)?

Плотность воздуха равна 1,29 кг/м³ .

Вариант 6

1.1. При начальных давлении 1,013^.10⁵ Па, объеме 0,05 м³ и постоянной температуре 20°С воздух расширя­ется до объема 0,2 м³. Определить работу, совершенную газом, и его конечное давление.

1.2. При 150°С 5 г азота занимают объем 0,005 м³. Вычислить работу при изотермном расширении до объема 0,007 м³.

1.3.Истинная теплоемкость свинца может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Температура плавления свинца 326 ^оС. Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы расплавить 1 кг металла, взятого при 17 ^оС? Дж/кг.

Вариант 7

1.1. Газ, расширяясь от 0,02 до 0,04 м³ при постоянном давлении 0,98 ^. 10⁵ Па, поглощает 132 Дж теплоты. Оп­ределить изменение внутренней энергии.

1.2. При 20°С и 1013 гПа в сосуде находится 2 кг азо­та. Вычислить и А при изобарном увеличении давления до четырехкратного объема.

1.3.Зависимость молярной теплоемкости фосфата кальция от температуры выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)

в интервале температур от 273 до 1373 К. Найти изменение энтальпии при нагревании этого вещества от 600 до 900 К.

Вариант 8

1.1. В резервуаре вместимостью 0,05 м³ при 15°С и избыточном давлении 3039 гПа содержится кислород. Определить максимальное количество теплоты, которое можно сообщить газу, если стенки резервуара выдерживают дав­ление, не превышающее 15000 гПа.

1.2. При 5°С и начальном давлении 4052 гПа 0,004 м³ азота расширяются изотермически до давления 1013 гПа. Вычислить работу и количество поглощенной теплоты.

1.3.Истинная молярная теплоемкость водяного пара может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Какое количество теплоты выделится при охлаждении 90 г пара от 307 до 100 ^о С при постоянном давлении Па?

Вариант 9

1.1. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 10 г кислорода от 10 до 30°С при постоянном объ­еме.

1.2. Найти изменение внутренней энергии при испаре­нии 0,1 кг этанола при температуре его кипения и дав­лении 0,98^.10⁵ Па. Теплота парообразования спирта при температуре кипения равна 858 Дж/г, а удельный объем пара равен 0,607 м³/кг. Объемом жидкости прене­бречь.

1.3.Какое количество теплоты поглощается при нагревании 2 кг меди от 25 до 1000 ^оС, если молярная теплоемкость меди выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)?

Вариант 10

1.1. Какое количество теплоты, необходимо для нагревания 1 м³ азота от 0 до 2°С при постоянном объ­еме и начальном давлении 101,3 кПа.

1.2. Определить количество теплоты и работы при изобарном расширении аргона от 0,5 до 4 м³ при 27°С и 1,013 ^. 10⁵ Па.

1.3.Комната имеет площадь 20 м² и высоту 4 м. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть воздух в этой комнате от 10 до 20 ^оС при полной термоизоляции, если для азота и кислорода молярная теплоемкость

, Дж/(моль^. К)?

Плотность воздуха равна 1,29 кг/м³ .

Вариант 11

1.1. Какое количество работы будет совершено 1 кг N₂ при повышении его температуры на 150° при постоянном давлении?

1.2. Вычислить работу изобарного расширения при нагревании 3 г CO₂ от 5 до 15^оС при давлении 1013 гПа. Плотность CO₂ принять 1,5 кг/м³.

1.3.Истинная теплоемкость свинца может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Температура плавления свинца 326 ^оС. Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы расплавить 1 кг металла, взятого при 17 ^оС? Дж/кг.

Вариант 12

1.1. При начальных давлении 1,013^.10⁵ Па, объеме 0,05 м³ и постоянной температуре 20°С воздух расширя­ется до объема 0,2 м³. Определить работу, совершенную газом, и его конечное давление.

1.2. При 150°С 5 г азота занимают объем 0,005 м³. Вычислить работу при изотермном расширении до объема 0,007 м³.

1.3.Зависимость молярной теплоемкости фосфата кальция от температуры выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)

в интервале температур от 273 до 1373 К. Найти изменение энтальпии при нагревании этого вещества от 600 до 900 К.

Вариант 13

1.1. Газ, расширяясь от 0,02 до 0,04 м³ при постоянном давлении 0,98 ^. 10⁵ Па, поглощает 132 Дж теплоты. Оп­ределить изменение внутренней энергии.

1.2. При 20°С и 1013 гПа в сосуде находится 2 кг азо­та. Вычислить и А при изобарном увеличении давления до четырехкратного объема.

1.3.Истинная молярная теплоемкость водяного пара может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Какое количество теплоты выделится при охлаждении 90 г пара от 307 до 100 ^о С при постоянном давлении Па?

Вариант 14

1.1. В резервуаре вместимостью 0,05 м³ при 15°С и избыточном давлении 3039 гПа содержится кислород. Определить максимальное количество теплоты, которое можно сообщить газу, если стенки резервуара выдерживают дав­ление, не превышающее 15000 гПа.

1.2. При 5°С и начальном давлении 4052 гПа 0,004 м³ азота расширяются изотермически до давления 1013 гПа. Вычислить работу и количество поглощенной теплоты.

1.3.Какое количество теплоты поглощается при нагревании 2 кг меди от 25 до 1000 ^оС, если молярная теплоемкость меди выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)?

Вариант 15

1.1. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 10 г кислорода от 10 до 30°С при постоянном объ­еме.

1.2. Найти изменение внутренней энергии при испаре­нии 0,1 кг этанола при температуре его кипения и дав­лении 0,98^.10⁵ Па. Теплота парообразования спирта при температуре кипения равна 858 Дж/г, а удельный объем пара равен 0,607 м³/кг. Объемом жидкости прене­бречь.

1.3.Комната имеет площадь 20 м² и высоту 4 м. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть воздух в этой комнате от 10 до 20 ^оС при полной термоизоляции, если для азота и кислорода молярная теплоемкость

, Дж/(моль^. К)?

Плотность воздуха равна 1,29 кг/м³ .

Вариант 16

1.1. Какое количество теплоты, необходимо для нагревания 1 м ³ азота от 0 до 2°С при постоянном объ­еме и начальном давлении 101,3 кПа.

1.2. Определить количество теплоты и работы при изобарном расширении аргона от 0,5 до 4 м³ при 27°С и 1,013 ^. 10⁵ Па.

1.3.Истинная теплоемкость свинца может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Температура плавления свинца 326 ^оС. Какое количество теплоты необходимо подвести, чтобы расплавить 1 кг металла, взятого при 17 ^оС? Дж/кг.

Вариант 17

1.1. Какое количество работы будет совершено 1 кг N₂ при повышении его температуры на 150° при постоянном давлении?

1.2. Вычислить работу изобарного расширения при нагревании 3 г CO₂ от 5 до 15^оС при давлении 1013 гПа. Плотность CO₂ принять 1,5 кг/м³.

1.3.Зависимость молярной теплоемкости фосфата кальция от температуры выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)

в интервале температур от 273 до 1373 К. Найти изменение энтальпии при нагревании этого вещества от 600 до 900 К.

Вариант 18

1.1. При начальных давлении 1,013^.10⁵ Па, объеме 0,05 м³ и постоянной температуре 20°С воздух расширя­ется до объема 0,2 м³. Определить работу, совершенную газом, и его конечное давление.

1.2. При 150°С 5 г азота занимают объем 0,005 м³. Вычислить работу при изотермном расширении до объема 0,007 м³.

1.3.Истинная молярная теплоемкость водяного пара может быть рассчитана по уравнению

, Дж/(моль^. К)

Какое количество теплоты выделится при охлаждении 90 г пара от 307 до 100 ^о С при постоянном давлении Па?

Вариант 19

1.1. Газ, расширяясь от 0,02 до 0,04 м³ при постоянном давлении 0,98 ^. 10⁵ Па, поглощает 132 Дж теплоты. Оп­ределить изменение внутренней энергии.

1.2. При 20°С и 1013 гПа в сосуде находится 2 кг азо­та. Вычислить и А при изобарном увеличении давления до четырехкратного объема.

1.3.Какое количество теплоты поглощается при нагревании 2 кг меди от 25 до 1000 ^оС, если молярная теплоемкость меди выражается уравнением

, Дж/(моль^. К)?

Вариант 20

1.1. В резервуаре вместимостью 0,05 м³ при 15°С и избыточном давлении 3039 гПа содержится кислород. Определить максимальное количество теплоты, которое можно сообщить газу, если стенки резервуара выдерживают дав­ление, не превышающее 15000 гПа.

1.2. При 5°С и начальном давлении 4052 гПа 0,004 м³ азота расширяются изотермически до давления 1013 гПа. Вычислить работу и количество поглощенной теплоты.

1.3.Комната имеет площадь 20 м² и высоту 4 м. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть воздух в этой комнате от 10 до 20 ^оС при полной термоизоляции, если для азота и кислорода молярная теплоемкость

, Дж/(моль^. К)?

Плотность воздуха равна 1,29 кг/м³ .