Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

5.E: Другий закон (вправи)

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    21095

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Q5.1

    Який мінімальний обсяг роботи необхідний для видалення 10,0 Дж енергії з морозильної камери при -10,0 °C, відкладання енергії в приміщення 22,4° C?

    Q5.2

    Розглянемо ізотермічне, оборотне розширення 1,00 моль одноатомного ідеального газу (C V = 3/2 R) від 10,0 л до 25,0 л при 298 К. Розрахуйте\(q\)\(w\)\(\Delta U\),\(\Delta H\),,, і\(\Delta S\) для розширення.

    Q5.3

    Розглянемо ізобарне, оборотне розширення 1,00 моль одноатомного ідеального газу (C p = 5/2 R) від 10,0 л до 25,0 л при 1,00 атм. Розрахувати\(q\)\(w\),\(\Delta U\),\(\Delta H\),, і\(\Delta S\) для розширення.

    Q5.4

    Розглянемо ізохорне, оборотне підвищення температури на 1,00 моль одноатомного ідеального газу (C V = 3/2 R) °С, що займає 25,0 л від 298 К до 345 К. Обчисліть\(q\)\(w\),\(\Delta U\),\(\Delta H\),, і\(\Delta S\) для цього процесу.

    Q5.5

    Розглянемо адіабатичне розширення 1,00 моль одноатомного ідеального газу (C V = 3/2 R) від 10,0 л при 273 К до кінцевого об'єму 45,0 л. Розрахуйте\(\Delta T\)\(q\)\(w\),\(\Delta U\),\(\Delta H\),,, і\(\Delta S\) для розширення.

    Q5.6

    15,0 г льоду (\(\Delta H_{fus} = 6.009\, kJ/mol\)) при 0 °C знаходиться в приміщенні, що знаходиться при температурі 21° C. Лід тане, утворюючи рідину при 0° C. Обчисліть зміну ентропії для льоду, кімнати та Всесвіту. Який має найбільшу величину?

    Q5.7

    15,0 г рідкої води (C p = 75,38 Дж моль -1 °C -1) при 0 °C знаходиться в приміщенні, що знаходиться при температурі 21° C. Рідина нагрівається від 0° C до 21° C. Обчисліть зміну ентропії рідини, кімнати та Всесвіту. Який має найбільшу величину?

    Q5.8

    Розрахуйте зміну ентропії для взяття 12,0 г Н 2 О з твердої фази (С р = 36,9 Дж моль -1 К -1) при -12,0 °С до рідини (C p = 75,2 Дж моль -1 К -1) при 13,0 °С\(\Delta H_{fus} = 6.009 \,kJ/mol\).

    Q5.9

    Використовуючи таблицю Т1, обчислити стандартні ентропії реакції (\(\Delta S^o\)) для наступних реакцій при 298 К.

    1. \(CH_3CH_2OH(l) + 3 O_2(g) \rightarrow 2 CO_2(g) + 3 H_2O(l)\)
    2. \(C_{12}H_{22}O_{11}(s) + 12 O_2 \rightarrow 12 CO_2(g) + 11 H_2O(l)\)
    3. \(2 POCl_3(l) \rightarrow 2 PCl_3(l) + O_2(g)\)
    4. \(2 KBr(s) + Cl2(g) \rightarrow 2 KCl(s) + Br_2(l)\)
    5. \(SiH_4(g) + 2 Cl(g) \rightarrow SiCl_4(l) + 2 H_2(g)\)

    Q5.10

    1,00 моль ідеального газу приймається за допомогою циклічного процесу, що включає три етапи:

    1. Ізотермічне розширення від V 1 до V 2 при T 1
    2. Ізохорний нагрів від, Т 1 до Т 2 при V 2
    3. Адіабатичне стиснення від V 2 до V 1

    1. Графік процесу на V-T-діаграмі.
    2. Знайти\(q\),\(w\),\(\Delta U\), і\(\Delta S\) для кожної ноги. (Якщо хочете, ви можете знайти\(\Delta H\) теж!)
    3. Використовуйте той факт, що\(\Delta S\) за весь цикл повинен бути нулем (ентропія - це функція стану і все...), визначають співвідношення між V 1 і V 2 в термінами C v, T 1 і T 2.

    Q5.11

    2.00 молі одноатомного ідеального газу (C V = 3/2 R) спочатку надають тиск 1,00 атм при 300,0 К. Газ проходить наступні три етапи, всі з яких оборотні:

    1. ізотермічне стиснення до кінцевого тиску 2,00 атм,
    2. Ізобарне підвищення температури до кінцевої температури 400,0 К, і
    3. Повернення до початкового стану по шляху, в якому

    \[p = a+bT\]

    де\(a\) і\(b\) є константами. Намалюйте цикл на графіку тиску і температури, і розрахуйте\(\Delta U\) і\(\Delta S\) для кожної з ніг. Є\(\Delta U\) і\(\Delta S\) нуль для суми трьох ніг?

    Q5.12

    Шматок заліза 10,0 г (C = 0,443 Дж/г° C) спочатку при 97,6° C поміщають у 50,0 г води (C = 4,184 Дж/г° C) спочатку при 22,3° C в ізольованому контейнері. Потім системі дозволяється прийти до теплової рівноваги. Припускаючи відсутність теплового потоку в навколишнє середовище або з нього, обчисліть

    1. кінцева температура металу і води
    2. зміна ентропії для металу
    3. зміна ентропії для води
    4. зміна ентропії для Всесвіту

    Q5.13

    Вважає кристал\(CHFClBr\) як має чотири енергетично еквівалентні орієнтації для кожної молекули. Яка очікувана залишкова ентропія при 0 К для 2,50 моль речовини?

    Q5,14

    Зразок певного твердого тіла вимірюють, щоб мати постійний тиск теплоємності 0,436 Дж, моль -1 К -1 при 10,0 К. Припускаючи модель екстраполяції Дебея

    \[ C_p(T) = aT^3\]

    тримається при низьких температурах, обчислюють молярну ентропію речовини при 12,0 К.