Тепловые эффекты химических реакций (166026)

Посмотреть архив целиком

Самостоятельная работа № 1

Вариант № 8


1.Вывести аналитическую зависимость теплового эффекта (Дж) реакции от температуры Т:



Стандартный тепловой эффект и уравнение зависимости из приложения 1.

2.Вычислить тепловой эффект при температуре Т=500 К.

3.Построить графики зависимости:


и - в том интервале температур, для которого справедливо выведенное уравнение зависимости

4.Определить графически как при и сравнить полученный результат с рассчитанным по формуле


Решение.

Таблица 1

Вещество

, Дж/моль∙К

Температурный интервал

-601,49

48,98

3,14

-11,44

298…3000

-241,8

30,0

10,71

0,33

298…2500

-924,6

46,99

102,85

-

298…541

-

78,98

13,85

-11,11

298…541

-

46,99

102,85

-

298…2500

-16,9

31,99

-89

-11,11

298…2500

81,3


-

-

-


Из данных, приведенных в таблице, получаем:


Проверяем


С учетом последнего выражения найдем интегрированием уравнения Кирхгофа в пределах от 298 до Т (Т  1000):


Результаты расчетов по уравнениям представлены в табл. 2.


Таблица 2

T, К

, Дж/К

, Дж/К

, Дж/К

, Дж

300

70,791

77,760

-6,969

81060

325

72,963

80,331

-7,368

80880

350

74,758

82,903

-8,145

80690

375

76,273

85,474

-9,201

80470

400

77,576

88,046

-10,47

80220

425

78,715

90,618

-11,903

79440

450

79,726

93,189

-14,74

79620

475

80,635

95,761

-15,126

79260

500

81,461

98,332

-16,871

78860

525

82,222

100,90

-18,678

78410

541

82,667

102,55

-19,883

77920


На рис. 1 и 2 представлено изменение ; и в зависимости от температуры, а также определение при Т1 = 310 К.

Строим графики зависимостей:




и



Определяем графически, как при и сравниваем полученный результат с рассчитанным по формуле



по модулю


Самостоятельная работа № 2

Вариант № 8


В таблице 1 для некоторого чистого вещества приведены молекулярная масса (кг/кмоль), плотности в твердом и жидком состояниях (и в кг/м3) при температуре трехфазного равновесия (тройная точка), и экспериментальные данные [2] по упругости паров над твердым и жидким веществом при разных температурах. Необходимо:

  1. по графикам зависимостей от или аналитически рассчитать численные значения постоянных коэффициентов в интегральных уравнениях Клаузиуса — Клапейрона



2) вычислить средние для исследованных интервалов температур теплоты испарения, возгонки и плавления; определить координаты тройной точки (параметры трехфазного равновесия);

3) вычислить величину , характеризующую наклон линии фазового равновесия "" в тройной точке;

4) построить диаграмму фазовых равновесий вещества;

5) вычислить температуру плавления вещества при заданном внешнем давлении Р (Па) и оценить нормальную температуру кипения;

6) рассчитать изменение внутренней энергии, энтальпии, свободных энергий Гиббса и Гельмгольца для процесса равновесной возгонки 1 моля вещества при температуре тройного равновесия.


Таблица 1

Вариант

Твёрдое состояние

Жидкое состояние

Условия


8

276,6

278,2

279,2

280,2

281,4

1413

1706

1879

2066

2372

277,2

279,2

281,4

283,2

285,2

288,7

1826

2082

2372

2626

2932

3279

;

;

;


Решение:

1. Интегрирование уравнения Клаузиуса — Клапейрона в предположении постоянства теплот испарения и возгонки , дает выражения:



потенцирование, которых приводит к зависимости в явном виде давлений насыщенных паров от температуры:



Графики линейных зависимостей от представлены на рис. 3 по данным, приведенным в табл. 5.

По положению прямых на рис. 3 возможно графическое определение постоянных А и В в уравнениях . После чего теплоты испарения и возгонки можно определить из соотношений: и . Такие расчеты связаны с ошибками из-за достаточно произвольного проведения прямых линий по экспериментальным точкам.

Для более точного аналитического расчета параметров уравнения Клаузиуса — Клапейрона воспользуемся методом наименьших квадратов. Постоянные А и В уравнения , где и , можно рассчитать из известных соотношений:


Таблица 5

Равновесие твёрдое вещество газ

1

1413

7,2535

276,6

0,00361

1,300105

0,0261

1421

2

1706

7,4419

278,2

0,00359

1,288105

0,0267

1687

3

1879

7,5385

279,2

0,00358

1,281105

0,0271

1877

4

2066

7,6334

280,2

0,00356

1,267105

0,0274

2086

5

2372

7,7715

281,4

0,00355

1,260105

0,0279

2365

n = 5


37,6388


0,01789

6,396∙10–5

0,1352



Равновесие жидкость газ


i

1

1826

7,50988

277,2

0,00360

1,296105

0,0270

1836,324

2

2082

7,64108

279,2

0,00358

1,28110–5

0,0273

2071,554

3

2372

7,77148

281,4

0,00355

1,26010–5

0,0275

2360,579

4

2626

7,87321

283,2

0,00353

1,24610–5

0,0277

2622,843

5

2932

7,98344

285,2

0,00350

1,22510–5

0,0279

2943,963

6

3279

8,09529

288,7

0,00346

1,19710–5

0,0281

3589,551

n = 6


46,874


0,02122

7,51110–5

0,1655



Случайные файлы

Файл
90046.rtf
16345.rtf
28033.rtf
30764.rtf
181240.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.