При давлении 1 2∙105 Па температуре 298 К имеются два идеальных га-за. Бесплатный доступ к решению задач

Реферат.Справочник
Решенные задачи по химии
При давлении 1 2∙105 Па температуре 298 К имеются два идеальных га-за

При давлении 1 2∙105 Па температуре 298 К имеются два идеальных га-за .pdf

Зарегистрируйся в 2 клика в Кампус и получи неограниченный доступ к материалам с подпиской Кампус+ 🔥

Условие

При давлении 1,2∙105 Па, температуре 298 К имеются два идеальных га-за: водород (газ 1) объемом 3,0∙10–4 м3 и азот (газ 2) объемом 2,0∙10–4 м3. При посто-янных давлении и температуре их смешивают, причем считается, что образующа-яся газовая смесь близка к идеальному газовому раствору. Чему равны мольные и полные изменения энергии Гиббса, энергии Гельмгольца, энтальпии, объема, внутренней энергии и энтропии при этом? Необходимо вычислить: 1) изменения энергии Гиббса; 2) изменения энергии Гельмгольца; 3) изменение энтальпии; 4) изменение энтропии; 5) изменение внутренней энергии; 6) изменение объема.

Нужно полное решение этой работы?

Ответ

1) –1,97 кДж/моль; –47,72 Дж; 2) –1,97 кДж/моль; –47,72 Дж; 3) 0; 0; 4) 5,79 Дж/(моль∙К); 0,14 Дж/К; 5) 0; 0; 6) 0; 0.

Решение

Потяни, чтобы посмотреть

При смешении идеальных газов образуется идеальный раствор. Следовательно, смеше-ние водорода (1) и азота (2), имеющих одинаковые давление и температуру, но разные объемы, не сопровождается тепловым эффектом (ΔH = 0) и изменением суммарного объема (ΔV = 0), т.е. образуется раствор, у которого давление Р = Р1 = Р2, температура Т = Т1 = Т2, объем V = V1 + V2.
Изменение внутренней энергии (ΔU) и изменение энтальпии (ΔH) системы связаны со-отношением ΔH = ΔU + Δ(PV), следовательно, в результате смешения идеальных газов при ΔH = 0 и ΔV = 0 получаем ΔU = 0.
При смешении идеальных газов изменение энтропии ΔS ≠ 0, так как происходит изме-нение объема каждого из смешивающихся газов . Общее изменение энтропии при пос-тоянных температуре и давлении равно:
ΔS = ΔS1 + ΔS2
По уравнению Клапейрона – Менделеева: PV = nRT, отсюда .
Тогда: 0,14 Дж/К
Изменение энергий Гиббса (ΔG) и Гельмгольца вычисляются по формулам:
ΔG = ΔH – TΔS и ΔA = ΔU – TΔS
В данном случае: ΔH = 0 и ΔU = 0, поэтому
ΔG = ΔА = –TΔS = –298∙0,14 = –47,72 Дж
Так как ΔG < 0 (ΔА < 0), то процесс смешения газов – самопроизвольный и необрати-мый.
Общее количество молей газов в смеси:
моль
Вычислим мольные значения изменений указанных величин при смешении:
ΔGm = = –1972 Дж/моль = –1,97 кДж/моль; ΔАm = ΔGm = –1,97 кДж/моль;
ΔНm = ΔН = 0; ΔSm = Дж/(моль∙К); ΔUm = ΔU = 0; ΔVm = ΔV = 0.
Ответ: 1) –1,97 кДж/моль; –47,72 Дж; 2) –1,97 кДж/моль; –47,72 Дж; 3) 0; 0;
4) 5,79 Дж/(моль∙К); 0,14 Дж/К; 5) 0; 0; 6) 0; 0.

50% задачи недоступно для прочтения

Переходи в Кампус, регистрируйся и получай полное решение

Получить задачу