Hệ thống lý thuyết và một số bài tập về nguyên lý I, II của nhiệt động học
Vì quá trình nghiên cứu là không thuận nghịch nên ta có thể chia quá trình này thành các quá trình nhỏ thuận nghịch như sau: ∆S3 ∆S1 ∆S2 l l h h Ta có: ∆S = ∆S1 + ∆S2 + ∆S3 Tính ∆S1, ∆S2, ∆S3. ∆S1 = n.CPl .ln
T2 2 373 = .75,30.ln = 2, 61J .K −1 T1 18 273
FF IC IA L
H 2O0o C → H 2O100o C → H 2O100o C → H 2O150o C
m.∆H hh 2.2, 255 = = 12, 09 J .K −1 T 373 2 423 30,13 n.CPh dT = n ∫ ∆S3 = ∫ + 11,3.10−3 dT T 373 T 1 2 423 ∆S3 = . 30,13ln + 11,3.10−3.(423 − 373) = 0, 48 J .K −1 8 373
N
O
∆S 2 =
H
Ơ
Biến thiên entropi của quá trình này là: ∆S = 2,61 + 12,09 +0,48 = 15,18 J.K-1 4.4.6. Biến thiên entropi của các phản ứng hoá học Xét phản ứng hoá học: Chất phản ứng Sản phẩm
N
∆S = ∑ S sp − ∑ S pu
2NO(k) 210,6
Q
U
Y
Thí dụ: Tính biến thiên entropi của phản ứng: N2(k) + O2(k) → Biết So298 ( J/mol.K ) 191,5 205,0 o Giải: ∆S 298 = 2.210,6 – 191,5 – 205,0 = 24,7 J/K
(II.52)
KÈ
M
IV. BÀI TẬP VỀ NGUYÊN LÝ I VÀ NGUYÊN LÝ II CỦA NHIỆT ĐỘNG HỌC. 1. Bài tập về nguyên lý I. Bài 1: (Câu II.5. trang 50-Bài tập hóa lí- Nguyễn Văn Duệ, Trần Hiệp Hải) Cho giãn nở 10l khí Heli ở 0oC và 10 at đến áp suất bằng 1 at theo 3 quá trình sau: a. Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch. b. giãn đoạn nhiệt thuận nghịch. c. giãn đoạn nhiệt không thuận nghịch.
ẠY
3 2
D
Cho nhiệt dung đẳng tích của Heli là Cv = R và chấp nhận không đổi trong điều kiện đã
cho của bài toán. Tính thể tích cuối cùng của hệ, nhiệt Q, biến thiên nội năng, và công trong quá trình nói trên. Giải: Ta có: n He =
PV 10 × 10 = = 4,467(mol ) RT 0,082 × 273
a. Giãn đẳng nhiệt thuận nghịch (T = const). 46