Термодинамическая фаза. Равновесие фаз и фазовые превращения, страница 11

Упражнения

3.1 Стандартнаямолярная энтальпия сгорания СН₄ (г) + О₂ (г) ® СО₂ (г) + 2Н₂О при 25 °С составляет –890.36 кДж моль^–1, если образуется жидкая вода, и –802.34 кДж моль^–1, если – газообразная. Вычислите энтальпию испарения воды при 25 °С.

3.2 Зная стандартные энергии Гиббса образования Н₂О (ж) и Н₂О (г) (табл. 3.6), вычислите давление пара в равновесии с жидкой водой при 25 °С. (Свойства пара примите идеальными).

3.3 Давление насыщенного пара н-пропанола равно 1.94 кПа при 293 К и 31.86 кПа при 343 К. Чему равна молярная энтальпия испарения по уравнению Клаузиуса-Клапейрона ?

3.4 Определите нормальную температуру кипения иодида водорода, HI, с помощью эмпирической зависимости давления насыщенного пара этого вещества от температуры: ln(p/мм рт. ст.) = а + b/T с коэффициентами a = 17.572, b = –2595.7 К.

3.5 Давление насыщенного пара бензола вблизи тройной точки следует эмпирическому уравнению вида ln(p/мм Hg) = а + b/T с коэффициентами a = 18.33, b = –4110 К для жидкой фазы и a = 22.67, b = –5319 К для твёрдой фазы. Определите температуру и давление тройной точки.

Тест

3.1. Выберите правильный ответ на вопрос "Как измененяется химический потенциал данной фазы вдоль кривой равновесия фаз на фазовой диаграмме  ?":

а) Уменьшается с ростом температура,  б) Увеличивается с ростом температуры,  в) Не изменяется ,  г) Это зависит от индивидуальных свойств фазы

3.2. Отметьте неправильные утверждения, если они есть, среди следующих:

а) Так как тремя возможными фазами являются твердая жидкпя и газовая, то по правилу фаз Гиббса максимальное число фаз равно 3.

б) Число степеней свободы F  – число интенсивных переменных, необходимых для определённости термодинамического состояния.

в) по правилу фаз, минимальное возможное число фаз равно 1.

3.3. Какие из следующих утверждений неправильны?:

а) Нормальная точка кипения – это температура, при которой давление пара жидкости равно 1 атм.

б) В критической точке чистого вещества плотности пара и жидкости равны.

в) Нормальная температура кипения чистой воды равна 100 °С точно.

г) вдоль любой кривой на фазовой диаграмме однокомпонентного вещества число степеней свободы равно 1.

д) Диоксид углерода не имеет нормальной точки кипения.

3.4. Какие из следующих утверждений правильны?:

а) Уравнение dlnp/dT  » DH/RT² не применимо к равновесиям твердое/газ

б) Уравнение dlnp/dT  » DH/RT² не применимо к равновесиям твердое/жидкость

в) Уравнение dlnp/dT  » DH/RT² не применимо к равновесиям в тройной точке

г) Для обратимого процесса при постоянных Т и р, DS = DH/T.

7.5. Правильно или неправильно?:

а) Вода не может существовать в жидком состоянии при нормальном давлении и 150 °С

б) Если две фазы закрытой системы находятся в равновесии, то их химические потенциалы равны

в) Давление пара твердого чистого вещества равно давлению жидкой фазы той же жидкости в тройной точке

г) Твердая воды (лед) не может существовать как стабильная фаза при 100 °С

д) В тройной точке однокомпонентной системы одна фаза должна быть твёрдой, одна жидкой, и одна газовой.

е) в однокомпонентной системе максимальное число фаз, находящихся в равновесии друг с другом, равно 3.