Определить изменение внутренней энергии при испарении 20г.этанола при температуре кипения, если удельная теплота испарения его равна 857,7 Дж/г, а удельный объём пара при температуре кипения 607 см3/г. Объёмом жидкости пренебречь.
Решение
Процесс испарения (переход жидкого вещества в газообразное состояние) является физическим процессом, он проходит при постоянном давлении и постоянной температуре. В таком случае процесс, который, как правило, является изобраным, сохраняет связь между изменением полной ΔHP и внутренней ΔU энергии системы, согласно первому закону термодинамики, подчиняется уравнению ΔHP= ΔU ± PΔV
. И так как при этом объем такой системы увеличивается, то ΔV > 0 и уравнение упрощается: ΔHP= ΔU + PΔV.
Изменение объема системы ΔV будет равно объему образовавшегося пара. Если удельный объем газообразного спирта v при температуре кипения равен 607 см3/г, то изменение объема при парообразовании 20 г спирта легко вычислить по уравнению ΔV=v·m; ΔV = 607 см3/г·20(г) = 3035·10-2(л) = 12140 см3= 12,14 л.
Энтальпия процесса ΔH0 при фазовом переходе в стандартных условиях находится по формуле ΔH0=L·m, где L – удельная теплота парообразования