52S

52 Ć*tczrniit r... •uuikowc z t łu mu ft:\cznfj

Rozwiązanie

Po zróżniczkowaniu równania otrzymujemy:

<1 In p _ 2849 d T ⁼ V

Wyrażenie to podstawiamy do równania Clausiusa-Clapcyrona:

R T^J

d In p dT

Ali

r

2849

RT^S = 2849    8,314 = 2,368 I0⁴ |J nuil"^,|

5.3. Mol pary wodnej został skroplony w temp. 373 |K| i pod ciśnieniem 0.1013 |MPa|. Obliczyć zmiany entalpii, entropii i entalpii swobodnej w tym procesie. Molowe ciepło parowania wody w temp. 373 JK|, wynosi All_p = 40,60 |kJ mol '|.

Rozwiązanie

Ponieważ procesem jest przemiana fazowa I rodzaju, zachodząca w warunkach, w których obie fazy mogą pozostawać dowolnie długo w stanie równowagi, zmiana entalpii w procesie skroplenia wynosi AM = - 40,66 |kj ■ mol¹).

Zmianę entropii można wyliczyć z reguły Troutona:

AS

AH

T

40660

373

109 |J mol'¹ K"‘|

Natomiast zmiana entalpii swbodnej wyniesie:

4O=4H-4(T-S)*4H-T4S=4H-Ty»0

5.4. Pod ciśnieniem standardowym metan wrze w temp. 111,4(K]. Obliczyć zmianę entalpii swobodnej metanu wywołaną odparowaniem 1 mola pod ciśnieniem pary nasyconej w temp. 99,5 [Kj oraz standardową zmianę entalpii swobodnej parowania

AG_p w tej temperaturze. Ciepło parowania metanu w temp. 99.5 [K], AH_p = 8,519 (kJ • mol'¹).

Rozwiozą nic

Gdy parowanie odbywa się pod ciśnieniem równym prężności pary nasyconej (tzn. kwazystatycznie), to AG_p = 0 (por. zad. 5.3).

Standardowa zmiana entalpii swobodnej AG" stanowi różnicę między entalpio swobodno pary pod ciśnieniem standardowym p° a entalpio swobodno cieczy pod tym ciśnieniem. Entalpię swobodno cieczy pod ciśnieniem pary nasyconej w temp. 99,5 [K| i pod ciśnieniem p° można uznać za jednakowo, natomiast entalpie swobodne pary pod tymi ciśnieniami so różne:

G" - G° = AG

o

RT In

P

Zatem

AG"

= A G„

Prężność pary nasyconej metanu obliczamy z równania Clausiusa - Clapcyrona. przyjmujoc stałość Al l_p w rozważanym przedziale temperatur:

n

In

L>_

P

A 11_P (_I__ I 3

l<    ll 11.4 (K)    99.5 |Kjl

+ 1.1001

stod

= RT ln^ = 8.314(J• mor¹ • K*'l • 99,5 [K) ■ 1.100! « = 910 [Vm°!].

(_j>.5. Gęstość wody w temp. 273,15 [K] wynosi 0,9998 [g- cm'⁵), a gęstość lodu wiej temperaturze 0,9163 [g • cm'⁵].Ciepio topnienia lodu równe jest 6,007 [kJ • mol¹).