Ответы на экзаменационный билет № 23, одно из заданий которого требует описать теплопроводность Ме и диэлектриков

Страницы работы

Содержание работы

№23

1. SiO2 + 2C = Si + 2CO

∆H0298 = -2∙110430+878630=657770 Дж

∆H0298 > 0, р-ия эндотермическая, идёт с поглощением тепла

∆S0298 = ∆S0298 (СO) + ∆S0298 (Siтв.) - ∆S0298 (C) + ∆S0298 (SiO2) =2∙ 198+18,81-2∙5,71-41,8=414,8-11,42-41,8=361,6 Дж/К

Cp (CO) = 28,5+3,72∙10-3T

Cp (SiТВ.) = 24,07+2,32∙10-3T

Cp = (Siжид.) = 29,26

Cp = (C) = 17,14+4,26∙10-3T

Cp = (SiO2) = 46,9+34,28∙10-3T

298 – 1683 К

∆Cp=2∙28,5+24,07-2∙17,14-46,9+2∙3,72∙10-3T+2,32∙10-3T-2∙4,26∙10-3T-34,28∙10-3T=-0,11-33,04∙10-3T

1683 – 1880 K

∆Cp”=57+29,26-34,28-46,9+7,44∙10-3T-8,52-34,28∙10-3T=5,08-35,36∙10-3T

∆H0T=∆H0298+=∆H0298+∆α ∙(T-298)+∆β∙1/2∙(T2-2982)

∆H01880= 657770-0,1∙(1683-298)+1/2∙33,01∙10-3∙(16832-2982)-46470+5,08∙(1880-1683)-                       -1/2∙35,36∙ (18802-16832)-46470=657770-138,5-45326-46470+10001-12409,8-46470=516956,7 Дж

∆S0Т = ∆S0298+

∆S0Т = ∆S0298+∆α ∙ ln ∙ (T/298)+ ∆β ∙ (T-298)

∆S01880 = 361,6-0,1∙ ln ∙ (1683/298)+0,03304∙ (1683-298)-27,6+5,08 ∙ ln ∙ (1880/1683)-0,03536∙ ∙(1880-1683)-24,7 = 361,6-0,71-45,8-27,6+0,56-7-24,7=253,9 Дж/К

∆G0298 = ∆H0298 - T∙∆S0298 = 657770-298 ∙ 361,6 = 550013,2 Дж

∆G01880 = ∆H01880 - T∙∆S01880 = 516956,7-1880 ∙ 253,9= 39624,7 Дж

∆G0р-ии > 0 - реакция не идёт.

3. Теплопроводность Ме и диэлектриков

Теплопроводность – это процесс распространения тепла от более нагретых эл-ов тела к менее.

Теплопроводность т.т. определяется двумя составляющими: решеточной иэлектронной теплопроводностью.

Λ=С1∙λреш+ С2∙λэ , где С1 и С2 – константы для данного материала. При описании теплопроводности диэлектриков рассматривается фононный газ.

Согласно кинетической теории, теплопроводность газа λ2=1/3∙ Сv∙υ∙ℓ=1/3∙ Сv∙τ∙σ, где Сv – теплоемкость; υ – средняя скорость частиц; ℓ и τ – средняя длина и время свободного пробега частиц м/у соударениями.

В области выс. температур: nф ~ Т поэтому λреш ~ Сv∙υ / Тg , так как при Т> Тg(темп Дебая) Сv практически не зависит от Т, то коэффициент теплопроводности решетки должен быть обратно пропорционален температуре: λреш=1/Т

При T<Дебаевской концентрации фононов резко уменьшается, в следствии чего длина свободного пробега возрастает и может достигнуть длины сравнимой с размером кристалла. Температурная зависимость теплопроводности решетки при этом, очевидно, определяется зависимость Сv от Т, таким образом: λреш ~ Т3

В металлических кристаллах перенос тепл. энергии в общем случае осуществляется двумя типами носителей: электронами проводимости фононами => различ. электр. λэ на решеточную λреш составляющ. теплопроводности λ= λреш+ λэ.

Преоблад. механизмом  теплопроводности Ме является перенос тепла электронами проводимости; решеточная теплопроводность в сравнении с электронной очень мала. Именно в связи с этим высокая теплопроводность, так же как электропроводность является характерным признаком чистых Ме и сплавов.

В области высоких температур теплопроводность чистых Ме не должна зависеть от Т. В области низких температур  теплопроводность Ме должна быть обратна пропорциональна квадрату абсолютной температуры.

4.

С1=1-1+1=1

С2=2-2+1=1

С3=1-2+1=0

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Химия
Тип:
Ответы на экзаменационные билеты
Размер файла:
367 Kb
Скачали:
0