Контрольные задания. 1.Термодинамическая система1.Термодинамическая система. Классификация систем. 2.Параметры термодинамической системы. 3.Термодинамические процессы. 4.Нулевое начало термодинамики. Понятие температура. 5.Понятие о внутренней энергии, теплоте и работе. Математическое выражение первого закона термодинамики. 6.Первый закон термодинамики для изохорного и изобарного процессов. Понятие об энтальпии. 7.Тепловой эффект химической реакции, теплота образования химического вещества, теплота сгорания химического вещества. 8.Термохимия. Закон Гесса и следствия из него. 9.Удельная, молярная, средняя и истинная теплоемкость. Уравнение для теплоемкости. 10.Зависимость теплового эффекта от температуры. Уравнение Кирхгофа. 11. Энтропия и термодинамическая вероятность. Расчет изменения энтропии для различных процессов. 12.Третье начало термодинамики. Расчет абсолютного значения энтропии. 13.Второе начало термодинамики. 14.Термодинамические потенциалы. Использование свободной энергии Гиббса и свободной энергии Гельмгольца для оценки возможности самопроизвольного протекания процессов. 15.Газ, расширяясь от 10 л до 16 л при постоянном давлении 101,3 кПа, поглощает 126 Дж теплоты. Определите изменение внутренней энергии газа. 16.Определите изменение внутренней энергии, количество теплоты и работу, совершаемую при обратимом изотермическом расширении азота от 0,5 до 4 м3 (начальные условия: температура 26,8 °С, давление 93,2 кПа). 17.Один моль идеального газа, взятого при 25 °С и 100 атм, расширяется обратимо и изотермически до 5 атм. Рассчитайте работу, поглощенную теплоту, изменение внутренней энергии и энтальпии. 18.Какое количество теплоты необходимо для повышения температуры 16 г кислорода от 300 до 500 К при давлении 1 атм? Как при этом изменится внутренняя энергия? 19.Чайник, содержащий 1 кг кипящей воды, нагревают до полного испарения при нормальном давлении. Определите работу, количество теплоты, изменение внутренней энергии и энтальпии для этого процесса. Мольная теплота испарения воды 40,6 кДж/моль. 20.Определите конечную температуру и работу, необходимую для адиабатического сжатия азота от 10л до 1 л, если начальные температура и давление равны 26,8°С и 101,3 кПа соответственно. 21.Рассчитайте количество теплоты, необходимое для нагревания воздуха в квартире общим объемом 600 м3 от 20 до 25 °С. Примите, что воздух – идеальный двухатомный газ, а давление при исходной температуре нормальное. Найдите изменение внутренней энергии и энтальпии для процесса нагревания воздуха. 22.Вычислите стандартную энтальпию реакции S (т) + O2 (г) → SO2 (г), используя данные: 2S (т) + 3O2 (г) → 2SO3 (г), DH° = - 790 кДж, 2SO2 (г) + O2 (г) → SO3 (г), DH° = - 196 кДж. 23. Вычислите тепловой эффект перехода C (алмаз) → C (графит), используя данные: C (графит) + O2 (г) → CO2 (г), DH° = - 396,3 кДж, C (алмаз) + O2 (г) → CO2 (г), DH° = - 398,2 кДж. 24.Вычислите тепловой эффект перехода S (моноклинная) → S (ромбическая), используя данные: S (моноклинная) + O2 (г) → SO2 (г), DH° = - 296,96 кДж, S (ромбическая) + O2 (г) → SO2 (г), DH° = - 396,65 кДж. 25. Определите стандартную энтальпию образования этилена C2H4 по следующим данным: C2H4 (г) +3O2 (г) → 2CO2 (г) + 2H2O (г), DH° = - 1323 кДж C (графит) + O2 (г) → CO2 (г), DH° = - 393,5 кДж, H2 (г) + 1/2O2 (г) → H2O (г), DH° = - 241,8 кДж. 26. Вычислите тепловой эффект реакции CH3OCH3 (г) → CH3CH2OH (г), если CH3OCH3 (г) + 3O2 (г) → 2CO2 (г) + 3H2O (г), DH° = - 1454 кДж, CH3CH2OH (г) + 3O2 (г) → 2CO2 (г) + 3H2O (г), DH° = - 1402 кДж. 27. Вычислите тепловой эффект реакции Na2CO3 (к) → Na2O (к) + CO2 (г), если известно Na2CO3 (к) + SiO2 (к)→ Na2SiO3 (к) + CO2 (г), DH° = 81,04 кДж, Na2O (к) + SiO2 (к)→ Na2SiO3 (к), DH° = - 243,17 кДж. 28. Рассчитайте мольную энтропию неона при 500К, если при 298 К и том же объеме энтропия неона равна 146,2 Дж/моль ×К. 29.Рассчитайте изменение энтропии при нагревании 11,2 л азота от 0 °С до 50 °С и одновременном уменьшении давления от 1 атм до 0,01 атм. 30.Один моль гелия при 100° С и 1 атм смешивают с 0,5 моль неона при 0° С и 1 атм. Определите изменение энтропии, если конечное давление равно 1 атм. 31. Три моля идеального одноатомного газа (Cv = 3 кал /моль ×К), находящегося при 350 К и давлении 5 атм, обратимо и адиабатически расширяются до давления 1 атм. Рассчитайте конечные температуру, объем, совершенную работу, изменение внутренней энергии, энтальпии и энтропии в этом процессе. 32. Рассчитайте изменение энтропии при нагревании 0,4 моль NaCl от 20° до 850° С. Мольная теплоемкость равна: Cp (NaClтв) = 45,94 + 16,32×10-3×T Дж/моль×К, Cp (NaClж) = 66,53 Дж/моль× К. Температура плавления хлорида натрия 800 °С, теплота плавления 31 кДж/моль. 33. Рассчитайте изменение энтропии при смешении 5 кг воды при 80 °С с 10 кг воды при 20 °С. Удельную теплоемкость воды принять равной 4,184 Дж/г× К. 34.Рассчитайте изменение энтропии при добавлении 200 г льда, находящегося при температуре 0 °С, к 200 г воды (90 °С) в изолированном сосуде. Теплота плавления льда равна 6 кДж/моль. Удельную теплоемкость воды принять равной 4,184 Дж/г× К.
35 – 52. Для реакции, приведенной в таблице 1.3: 1) рассчитайте стандартный тепловой эффект реакции по известным величинам стандартных теплот образования исходных веществ и продуктов реакции; 2) определите DНт из предположения: а) D с = 0; б) D с = const; в) D с = f (Т). 3) определите 4) вычислите значение Термодинамические характеристики веществ приведены в таблице 1.4
Таблица 1.3 Уравнения реакций для различных вариантов
Таблица 1.4 Термодинамические характеристики веществ
|
и DSТ для реакции;
и DGТ и сделайте вывод о направлении реакции в стандартных условиях и при температуре Т.
(г) + 2Н2О (г) = SO2 (г) + 2H2 (г)
+ сТ2, 
,
