Министерство Образования Российской Федерации
Пермский Государственный Технический Университет
Березниковский филиал.
РАСЧЕТНАЯ РАБОТА
По предмету: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Проверил: Колбасина В.Д.
г. Березники 2005.
1. Исходные данные:
1.1
Формула химической реакции:
Ва(OН)2(T)+Н
C(T)=2Fe(T)+3CO(Г)
1.2 Условия протекания процесса: Температура Т=850 К
Давление Р=1,013?105 Па
Определить: ?H, ?U, ?S, ?F, ?G.
2. Расчет термодинамических величин:
2.1 Рассчитать энтальпию(?H, Т=298 К)
Вывод: в стандартных условиях процесс протекает с поглощением тепла, т.к. энтальпия положительна. Эндотермический процесс.
2.2 Рассчитать энтальпию(?H, Т=850 К)
Вывод: при температуре 850 К энтальпия увеличивается, а значит, поглощение тепла системой увеличивается.
2.3 Рассчитать энтропию(?S, Т=298 К)
Вывод: т.к. энтропия положительна, то в стандартных условиях реакция протекает самопроизвольно – необратимый процесс (для изолированной системы).
2.4 Рассчитать энтропию(?S, Т=850 К)
Вывод: с увеличением температуры энтропия возрастает (для изолированной системы).
2.5 Расчет изменения внутренней энергии системы:
Поскольку в конечных продуктах реакции образуется газообразное вещество, то изменение внутренней энергии находится по формуле:
?U =?H +?n?R?T где R – универсальная газовая постоянная(8,3144 Дж/моль?К)
?n=(nкон.пр.-nисх.пр.)г.в-в=3-0=3, тогда
?U=523430-3?8,3144?850=502,23 кДж
Вывод: поскольку изменение внутренней энергии есть число положительное, то при протекании реакции система не совершает работу над внешними силами.
2.6 Расчет свободной энергии Гиббса при стандартной температуре:
или же
-
погрешность в расчете
Вывод: т.к. энергия Гиббса положительна, то процесс протекает не самопроизвольно (для закрытой системы).
2.7 Расчет свободной энергии Гиббса при температуре Т=850 К:
Вывод: при Т=850 К процесс протекает уже самопроизвольно (для закрытой системы), т.к. энергия Гиббса больше нуля.
2.8 Расчет свободной энергии Гельмгольца:
?F =?U +T??S=502,23-850?974,95?10-3=-326,48 кДж
Вывод: отрицательная величина энергии Гельмгольца указывает на возможность совершения системой положительной работы – это есть критерий самопроизвольного протекания процесса.
Общий вывод: т.к. ?H>0, ?S>0, a ?G<0, то процесс реализуется только при высоких температурах. При понижении температуры процесс стремится к равновесию.