Методическое пособие 508

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ Используя энергию Гиббса, решите, осуществима ли

Так как G 0, следовательно, реакция в указанных условиях осуществима.

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ

Связь между основными термодинамическими параметрами однокомпонентной двухфазной системы, находящейся в состоянии равновесия, выражается уравнением Клапейрона - Клаузиса:

где Hô .ï . – теплота фазового перехода в условиях равновесия фаз (испарение, плавление, возгонка, превращение полиморф-

пар в области температур, далѐких от критической, при усло-

3. Направление самопроизвольного протекания реакции

H2 + ½O2 → H2Oж, в условиях при P = 1 атм, T = 298 K и из-

менении энтропии S 163Дж/моль·К таково:

1) система находится в состоянии равновесия, так как давление и температура постоянны;

2) в сторону диссоциации воды, так как S 0;

3)в сторону образования воды, так как S 0;

4)ответа дать нельзя, так как в этих условиях величина

S не определяет направление самопроизвольного протекания процесса.

4. Для расчѐта изменения энтропии в процессе превращения 1 моля воды, взятой в виде льда при 0 ºC, в пар при 200 ºC

идавлении 1 атм необходимы данные:

1)теплота плавления льда при 0 ºC, разность теплоѐмкостей воды в жидком и газообразном состояниях при 100 ºC и при 200 ºC, а также теплота испарения воды при 100 ºC;

2)теплота плавления льда при 0 ºC, зависимость от тем-

пературы теплоѐмкостей жидкой воды в интервале 0 ºC – 100 ºC, а также теплота испарения воды при нормальной температуре кипения;

3)теплота плавления льда при 0ºC, значения средних теплоѐмкостей жидкой воды и водяного пара в интервале соответственно 0ºC – 100ºC и 100ºC – 200ºC и молярные объѐмы жидкой и газообразной воды при температурах 100ºC и 200ºC

4)теплоѐмкость льда при 0 ºC, теплота испарения при 100 ºC, средняя теплоѐмкость водяного пара в интервале 100 ºC – 200 ºC и разность объѐмов пара при 200 ºC и 100 ºC.

5. С ростом температуры давление насыщенного пара над жидкостью изменяется так:

1)не зависит;

2)уменьшается;

53

3)увеличивается вплоть до критической температуры, а затем падает;

4)увеличивается.

6. Математическое выражение зависимости температуры плавления от давления имеет вид:

ВАРИАНТ 2

1. Зависимость изобарно-изотермического потенциала от давления и температуры (при отсутствии всех видов работ, кроме работы расширения) имеет вид:

1)dG VdP SdT ;

2)dG TdS SdT ;

3)dG TdS PdV ;

4)dG VdP SdT .

2. Внутренняя энергия системы может служить критерием направленности процесса при следующих условиях:

1) при постоянстве S и V , в самопроизвольно идущих процессах внутренняя энергия уменьшается;

54

процессах внутренняя энергия возрастает.

3.Энтропия правильно образованного кристалла при приближении температуры к абсолютному нулю стремится:

1) к бесконечности;

2) к нулю;

3) к некоторой постоянной величине, характерной для каждого вещества;

4) к величине, равной ½R.

4.Математическое выражение второго закона термодинамики для бесконечно малого изменения состояния в обратимом и необратимом процессах имеет вид:

5. Температурой кипения называется:

1)температура, при которой начинается испарение жид-

кости;

2)температура, при которой плотности жидкости и пара становятся равными;

3)температура, при которой давление насыщенного пара равно внешнему давлению;

4)температура, при которой появляются пузырьки пара.

6. При нагревании на воздухе лѐд плавится, а кристаллический йод возгоняется, так как:

1) величина давления насыщенного пара в тройной точке для воды меньше, а для йода больше атмосферного;

55

1)изохорическое нагревание трѐхатомного газа (нелинейная молекула) от 300 ºК до 400 К;

2)изотермическое расширение двухатомного газа от 300 ºм3 до 400 º м3;

3)изобарическое нагревание двухатомного газа от 300 К

до 400 К;

4)изохорическое нагревание двухатомного газа от 300 К

до 400 К.

5. Температурой тройной точки называется:

1)температура, при которой давление насыщенного пара над твѐрдой и жидкой фазой одинаково;

2)температура, при которой в равновесии находятся жидкая и твѐрдая фазы;

3)температура, при которой давление насыщенного пара над жидкостью равно внешнему давлению;

4)температура, при которой в равновесии находятся три фазы: твѐрдая, жидкая и пар.

6. Диаграмма состояния воды в координатах Р – Т имеет

вид:

3)P 4)P

ТВ Ж Ж ТВ

Г Г

T T

ВАРИАНТ 4

1. Зависимость изохорно-изотермического потенциала системы от объѐма при постоянной температуре (при условии, что единственный вид работы – работа расширения) имеет вид:

4) может расти или падать при увеличении объѐма в за-

2. Зависимость изменения энергии Гиббса химической реакции ( G) от температуры определяется так:

58

1)G CP , G увеличивается с ростом темпе-T P

ратуры, если теплоѐмкость продуктов реакции меньше тепло-

туры, если теплоѐмкость продуктов реакции меньше теплоѐмкости исходных веществ, в противном случае Gуменьшается с ростом температуры;

ры, если энтропия продуктов реакции больше энтропии исходных веществ, в противном случае G уменьшается с ростом температуры;

туры, если энтропия продуктов реакции меньше энтропии исходных веществ, в противном случае G уменьшается с ростом температуры.

3. Изменение энтропии больше при изобарическом нагревании 6 молей одноатомного идеального газа при повы-

шении температуры от T1 до T2 или при изохорическом нагревании 10 молей одноатомного идеального газа при повышении температуры от T1 до T2 :

1)S изобар. > S изохор;

2)S изобар. < S изохор;

3)S изобар. = S изохор;

4)S изобар. = S изохор.

59