Определите количество совершаемой работы, теплоту процесса, изменение внутренней энергии, энтальпии, энергии Гиббса и энтропии, если 2 моля водорода

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16718
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Определите количество совершаемой работы, теплоту процесса, изменение внутренней энергии, энтальпии, энергии Гиббса и энтропии, если 2 моля водорода (Ср = 28,83 Дж·моль-1 ·К -1 , S 0 298 = 130,5 Дж·моль-1 ·К -1 ), взятых при стандартном давлении и температуре 25 0С: 1) изобарно расширяют до двойного объема; 2) изотермически сжимают до объема, равного половине от исходного; 3) Расширяют до двойного объема согласно пути процесса Р = 0,01V + b, где Р выражено в барах (105 Па), а V – в дм3 . Все процессы проведены обратимо. Приведите вывод необходимых расчетных выражений исходя из выражения первого начала термодинамики, определений теплоты, работы и теплоемкости.

Решение:

Пусть система переходит из состояния 1 в состояние 2. При этом система поглощает теплоту , которая расходуется на изменение внутренней энергии системы  и совершение работы  Это математическое выражение первого закона термодинамики. 1) Рассмотрим изобарный процесс  Так как  - это энтальпия системы, тогда  В изобарном процессе тепловой эффект реакции равен изменению энтальпии. Таким образом, для изобарного процесса теплота и изменение энтальпии равны Представим температуру в градусах Кельвина:  Исходный объем рассчитаем по уравнению Клапейрона-Менделеева:  Конечный объем вдвое больше исходного, т.е.  Теплота и изменение энтальпии процесса равны  Работа расширения в изобарном процессе равна  Изменение внутренней энергии процесса равно  Рассчитаем изменение энтропии процесса: Изменение энергии Гиббса равно  б) Для изотермического сжатия  Конечный объем вдвое меньше исходного, поэтому теплота и работа процесса равны  Рассчитаем изменение энтропии  Изменение энергии Гиббса равно Рассчитаем изменение энтропии Изменение энергии Гиббса равно