книги / Примеры и задачи по химической термодинамике

Из предисловия к первому изданию

б

Предисловие

к

четвертому

изданию

6

Список

важнейших

обозначений

7

Глава I. Первое начало термодинамики

9

Глава II. Тепловые эффекты, теплоемкость и энтальпия

17

1. Закон

Гесса

........................................................................

2. Термохимические

закономерности

25

3.

Теплоемкость

и

энтальпия

. .

29

4.

Теоретическая

температура горения. . . .

42

5. Влияние температуры на тепловой эффектреакции

47

Глава III. Второе начало термодинамики

56

1. Э н т р о п и я ................................

56

2. Термодинамические потенциалы

73

Глава IV. Реальные

газы

80

1. Соотношения

давление—объем—температура—состав

80

2.

Фугитивность

92

3. Теплоемкость

99

4.

Энтальпия

. . .

., 103

5. Дроссельный

эффект

.

107

Глава

V. Однокомпонентные

гетерогенные системы

.

113

1. Уравнение Клапейрона — К л а у з и у с а ...................................................................

113

2. Методы сравнительного расчета температурной зависимости давления

насыщенного

пара* . .

126

3. Критические

п а р а м е т р ы .........................................................................................

131

4. Теплоемкости сосуществующих

фаз и теплотыфазовых

превращений 133

Глава VI. Обобщенные методы расчета

144

1.

Г а з ы

......................................

144

2. Равновесие

жидкость—пар

156

Глава

VII. Растворимость .

«

9

160

1. Влияние

температуры

.

160

2.

Влияние

д а в л е ...........................н и я

174

3. Взаимная

растворимость

жидкостей

183

Глава VIII. Давление пара растворов

193

1. Неограниченно

смешивающиеся жидкости . . . .

193

2. Ограниченно смешивающиеся и несмешивающнеся

жидкости

. 203

Глава IX. Константа

равновесия и изменение стандартного изобарного

по*

тенциала

*211

1. Расчет К и Дб° по равновесным данным

211

2. Расчет К и Д(/° по термическим данным

227

Глава X. Равновесное

превращение

. 246

1.

Расчет

равновесного п р евр ащ ен и я ..........................................

•

jjo

2. Влияние различных факторов на степень полноты

реакции

.

253

3. Расчет равновесия сложных процессов

• 262

О т в е т ы на з а д а ч и

271

К

главе

I

271

К

главе

II

271

К

главе

III

273

К

главе

IV

274

К

главе

V

275

К

главе

VI

277

К

главе

VII

278

К

главе

VIII

280

К

главе

IX

281

К главе X

282

П р и л о ж е н и я

I. Атомные веса некоторых элементов (1971 г.)

................................ 285

зования, теплоемкостей

и энтропий

(в

состоянии

идеального газа)

286

A. Свойства основных

соединений

........................................................

286

Б. Поправки на первичное замещение

водорода группой СН* .

287

B. Поправки на вторичные замещения

водорода

группамиCHs • 287

Г. Поправки на замещение одинарных связей кратными

288

Д. Поправки на группы, замещающие группу СНз

...........................

288

III. Термодинамические

величины для

одномерного

гармонического

289

о с ц и л л я т о р а .............................................................................................................

IV. Характеристические частоты для расчета теплоемкости газов по

290

уравнению (II, 16) . .

V. Таблица функций

Тарасова (С4, С2|)и

Дебая (С$) . .

290

VI. Средние теплоемкости некоторых газов между

0

и t°C .

291

VII. Константы уравнения Ван-дер-Ваальса для некоторых газов .

293

VIII.

Критические температуры и давления

некоторых жидкостей

293

IX.

Значения у для т от 1 до 35

.

294

X.

Константы уравнения (IX, 21) .

.

. . .

295

XI. Значения — [G — H^jjT и ДН°0 для графита

и

некоторых газов

296

XII. Соотношения между различными единицами

энергии . .

. 2 9 8

XIII. Пересчетные значениядля некоторых единиц измерения

298

XIV. Четырехзначные логарифмы

299

ниях (см., например, М. X. К а р а п е т ь я н ц ,

Примеры и задачи

по химической термодинамике. Изд. 3-е. М.,

Росвузиздат, 1963).

В ряде случаев исключение сделано для

таблиц

Вукаловича

(М. П. Ву к а л о в и ч .

Термодинамические свойства

водяного па­

ра. М., Госэнергоиздат,

1946).

А — работа, кал;

C(Cpt Cv, Сравн, Сравн) — теплоемкость, кал/град;

F — энергия Гельмгольца (изохорный

потенциал), — ДЯГ — максимальная

работа, кал;

f — }>угитивность, атм;

G — энергия Гиббса

(изобарный потенциал),

Д(/р , т — максимальная по­

лезная работа, кал;

И — энтальпия, АН — изобарный тепловой эффект, кал **;

УС— константы равновесия, константа распределения;

М — молекулярный вес, г;

Nt — мольная доля 1-то компонента;

Я — давление, атм или мм рт. ст. (мм);

Q — теплота (кал);

/? — универсальная

газовая постоянная

(1,98719 ± 0,00013

кал/град)***;

S — энтропия, кал/град;

Т — абсолютная температура, °К;

t — температура, °С;

U — внутренняя энергия,

AUv — изохорный

тепловой

эффект, кал;

V — объем, мл;

А — конечное изменение свойств (положительная величина

означает

увели­

чение) ;

р — дифференциальный дроссельный эффект, град/атм;

п — отношение давления

к критическому давлению

(приведенное

давле­

ние);

*** Значение R

в дальнейшем принято равным 1,987 кал/град =■

= 82,06 мл • атм/град =

8314,4 дж/град.

В е р х н и е и н д е к с ы (как правило, относятся

к

ф азе):

0 — свойство чистого вещества или свойство вещества

в

стандартном со­

стоянии;

Н и ж н и е и н д е к с ы (как

правило,

относятся

к

компоненту;

числовой

индекс означает абсолютную температуру *

если

он

относится

к другой ве­

личине, то сопровождается соответствующим обозначением):

1— свойство t-ro компонента системы;

О — свойство системы при Т =

0;

1 и 2 — свойства

растворителя

и

растворенного вещества; свойства

системы

в начальном и конечном состояниях;

равн — равновесная фаза;

н. т. к. — нормальная точка кипения;

кр — относится к критическому состоянию;

ф. п. — фазовый переход;

С м е ш а н н ы е и н д е к с ы :

— свойство X компонента К в фазе

Ф.

* Температура

указывается

с

точностью до

градуса

(то же

относится к

Р = ^ у -

и М ' =

О

получим

6Q ~ C v dT + RTd In V

2.

100 г азота находятся

при t =

0

и Р = 1. Пользуясь урав­

нением, выведенным при решении примера

1, найти Q, ДU и А при

Принять Ср =

6,960 и Ср — Cv = R-

Р е ше н и е .

1. Для

изотермического процесса указанное урав­

нение примет вид

v

nRT

100-82,06-273,2

V, = - Pi

“

28,02

80 010(80,01 л)

Следовательно:

Q —

1 775

дг/ =

0 и

А =

1775

2.

Для изохорного процесса

&Q — Cv dT

Для п моль при условии, что Cv = const:

Q = пСу (Т2 — Г,)

Температуру после сжатия определяем по уравнению Менде­

леева — Клапейрона. Так как при

V =

const '

П _

Рг

Г2= 273,2 -Ь £ - =

409.8

Следовательно:

100

1*987) (409,8 -

Q = Ж 02 ' (6'960 -

273,2) = 2 424

ДС/ =

2 424

и А =

0

3.

Для изобарного процесса

в<3 = Ср dT

При условии СР = const для п моль