Примеры решения задач

Решая задачу, следует записать кроме полного условия и краткое, где четко обозначить, к какому компоненту относится данная величина, к какому состоянию, в каких единицах выражена величина, при необходимости перевести в систему СИ. При использовании справочных данных внимательно смотреть на название столбца или строки таблицы. Например, название столбца «b•103 », а число в этом столбце равно 3,45, то есть b•103 = 3,45, отсюда b = 3,45•10-3.

 

Задача 1

Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы 2 кг воды, взятых при 25 °С, испарить при Р = 1 атм?

Дано:

m (H20) = 2,0 кг

t1 = 25 °C; Т1 = 298 К

t2=127 °C;T2 = 400 K

исп20) = 40,59 кДж/моль = 40,59 .103 Дж/моль

Р = 1 атм

Q = ?

Решение

Процесс состоит из двух стадий:

1 - нагревание воды от 298 К до температуры кипения при 1 атм, т.е. до 373 К;

2 - испарение воды при 373 К и 1 атм.

 

Поскольку теплота испарения и теплоемкость в справочнике -молярные, следует рассчитать количество взятой воды в молях:

Q = n

Из справочника находим коэффициенты интерполяционного уравнения

CP = a + вT + cT2 и подставляем в уравнение для Q

  a b•103 c•106
Н2О 39,2 76,64 11,96

а = 39,2 b = 76,6310-3 с = 11,9610-6

 

Задача 2

При 298 К 100 г кислорода сжимается адиабатически от 8,2 л до 5,1 л. Определить конечную температуру, работу сжатия, изменение энтальпии.

 

Дано:

m(O2) = 100 г

Т1 = 298 К

V1 = 8,2 л = 8,2.10-3 м3

V2 = 5,l л = 5,1.10 -3м3

T2 = ? DH = ? W = ?

Решение

Из таблицы выбираем уравнение для расчета работы для адиабатического процесса, исходя из данных в условии задачи. Подходящим уравнением будет следующее:

W = -4,0103 Дж

Конечную температуру находим, используя уравнение состояния

Изменение энтальпии не зависит от изменения давления или объема, а определяется лишь изменением температуры.

Примем Ср = const = R = 3,5·8,31 =29,1 Дж/моль

 

Задача 3

Вычислить тепловой эффект реакции

при 700 К : а) при постоянном давлении; б) при постоянном объеме/

 

Решение

Тепловой эффект реакции находим, используя уравнение Кирхгофа. Будем решать двумя способами:

1. Без учета зависимости теплоемкости от температуры, т. е. Р = const = DC0p 298

ΔН298 найдем из теплот образования, взятых в справочнике.

298 =S ni D - S niD =

= -985,12 + 226,75 – (-59,83) – 2(-285,83) = 126,9 кДж = 126·103 Дж

700= 126,9·103 – 81,9(700 - 298) = 93,1·103 Дж

Теплота при постоянном давлении и при постоянном объеме связаны соотношением:

QP = QV + Wрасш.

DН = DU + Wрасш.

DU = DН - Wрасш. = DН - Dn RT

Dn рассчитываем из реакции, учитывая только газообразные вещества,

Dn = n2 - n1 = 1 - 0 = 1

DU = 93,1·103 – 8,31·700 = 87,2·103 Дж

 

2.С учетом зависимости теплоемкости от температуры.

Составим таблицу по справочным данным для конечных веществ и для начальных с учетом стехиометрических коэффициентов.

 

 

Вещество Дж/моль Коэффициенты уравнения Ср =f (T)
а b•103 сl•10-5 c•106
Конечные вещества Cа(ОН)2 - 985,12 105,19 12,01 -19,00 -
С2Н2 +226,75 26,4 66,65 - - 26,48
Исходные вещества СаС2 - 59,83 68,62 11,88 - 8,66 -
2·Н2О -2·285,83 2·39,02 2·76,64 - 2·11,96
    ΔНреак.=126,88 кДж = 126,9·103 Дж Δа = -15,03 Δb = - 6,5•10-3 ΔсI = -10,34•105 Δс = 50,4•10-6

 

Полученные величины подставляем в уравнение 1.7.

 

 






Дата добавления: 2016-06-22; просмотров: 2740; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2019 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.015 сек.