4.2.2. Друге і третє начало термодинаміки

51. Розрахуйте зміну ентропії при 25^оС для реакції: .

52. Складіть вираз, що дозволяє розрахувати абсолютну ентропію 1 моля чистої речовини при температурі Т.

53. Нарисуйте графік зміни ентропії води від температури в інтервалі від 10^оС до 110^оС і сталому тиску.

54. У термодинаміці існує таке співвідношення: , яке називається співвідношенням Максвела. Використовуючи це рівняння і рівняння стану ідеального газу виведіть рівняння для розрахунку зміни ентропії в ізотермічному процесі розширення.

55. Часткова похідна ентропії за температурою визначається рівнянням: .

Використовуючи це рівняння виведіть рівняння для розрахунку зміни ентропії при ізобарному нагріванні 1 моля газу від Т₁ до Т₂.

56. Використовуючи співвідношення: , виведіть рівняння для розрахунку зміни ентропії при ізотермічному стисненні 1 моля ідеального газу від р₁ до р₂.

57. При плавленні ентропія зростає на величину . Як при цьому змінюється ентропія навколишнього середовища, якщо процес плавлення оборотний?

58. Використовуючи довідкові дані, розрахуйте стандартну зміну ентропії в реакції: Н₂ + 0,5О₂ = Н₂О_(г), а) при 25^оС, б) при 300^оС.

59. У якому з процесів: ізотермічному, адіабатичному, ізохоричному чи ізобаричному при оборотному їхньому перебігу не відбувається зміни ентропії і чому?

60. Розрахуйте зміну ентропії 14 г СО при ізобарному нагріванні від Т₁ = 298 К до Т₂ = 400 К.

61. Обчисліть зміну ентропії реакції: СаС₂ + 2Н₂О_(г) = Са(ОН)₂ + С₂Н₂, при температурі 500 К і тиску 1,013^.10⁵ Па.

62. Для газоподібного бензолу С_р як функція температури виражається рівнянням: С_р = -33,94 + 0,472Т – 2,99^.10^-4Т² Дж/мольК. Знайдіть зміну ентропії 1 моля газоподібного бензолу при нагріванні його від 298 К до 1000 К. Знайдіть абсолютну ентропію бензолу при 1000 К.

63. Серед перелічених параметрів назвіть інтенсивні: U, H, p, S, T, C_p, V, G, μ.

64. Якщо прямий процес самодовільний, то чи може зворотний процес теж бути самодовільним?

65. За допомогою співвідношення: δW' ≤ TdS – dU – pdV, знайдіть термодинамічну функцію, яка є критерієм самодовільного процесу і рівноваги в умовах сталості V і Т.

66. Система знаходиться при сталій температурі та об’ємі. Яку термодинамічну функцію необхідно вибрати в якості критерію рівноваги для цієї системи? Які умови рівноваги і самодовільного перебігу процесу при сталих Т і V?

67. Знайдіть зміну при стисненні 1 моля рідкого бензолу від р₁ = 1,013^.10⁵ Па до р₂ = 5,065^.10⁵ Па при 0^оС. Стисливістю рідини у зазначеному інтервалі тиску знехтувати. Густина рідкого бензолу при 0^оС дорівнює 0,879 г/см³.

68. Обчисліть зміну ізобарного потенціалу 1 моля N₂ при ізотермічному стисненні його від р₁ = 1,013^.10⁵ Па до р₂ = 3,04^.10⁵ Па. Газ вважати ідеальним, Т = 273 К.

69. Визначте рівноважний тиск для перетворення графіту в алмаз. При розрахунку зміни ΔG з тиском густину графіту та алмаза можна вважати незалежними від тиску і рівними 2,55 і 3,51 г/см³ відповідно. Необхідні дані по ентальпії та ентропії взяти з довідника.

70. Чи може хімічна реакція, що відбувається за сталих р і Т, для якої зміна ентропії менше нуля, бути самодовільною?

71. При нагріванні ідеального газу від 100^оС до 200^оС при сталому тиску зміна енергії Гіббса ΔG склала –26850 Дж (тобто ΔG < 0). Чи означає це, що процес нагрівання є самодовільний?

72. Для деякої речовини залежність теплоємності від температури має вигляд: С_V = аТ³ при температурі 0-10 К. Знайдіть залежність енергії Гельмгольца, ентропії і внутрішньої енергії від температури в цьому діапазоні температур.

73. Як змінюється енергія Гіббса при сталості р і Т при перебігу самодовільного процесу? Як змінюється енергія Гельмгольца за цих же умов?

74. Чи можна і в якому випадку за знаком зміни ентальпії у ході хімічної реакції судити про можливість її перебігу при сталості р і Т?

75. Розрахуйте ідля хімічної реакції: Pb + Cl₂ = PbCl₂. Об’ємом твердих речовин знехтувати. Газ вважати ідеальним.

76. Докажіть рівність: .

77. Прийнявши, що речовини, які приймають участь у реакції: H₂ + Cl₂ = 2HCl, є ідеальними газами, знайдіть, чому дорівнює різниця .

78. Чи утворюється хлористий ізопропіл за реакцією: C₃H₈ + Cl₂ → C₃H₇Cl + + HCl, при 298 К і тиску 5^.10⁵ Па, який створюється дев’ятикратним мольним надлишком С₃Н₈? Число молей Cl₂, C₃H₇Cl і HCl дорівнює n.