skan0060

Termodynamika chemiczna 63

Gdy to założenie nie jest spełnione, to do powyższej sumy należy dodać Q_&, ciepło strat - skądinąd trudne do oszacow-ania.

Po podstawieniu obu wyrażeń na Q, otrzymujemy równanie, z którego obli-:zymy wartość wodną kalorymetru

m_](T_c-T_]) + m₂(T_c-T₂)

W_w — —c_n -=

* ^p    t_c - r,

177,8 JK^-1.

₌    102,5 (26,8 - 20,1) + 335,1 (26,8 - 29,7)

⁵    ’ 26,8-20,1

W wyrażeniu tym występują wyłącznie różnice temperatur, toteż można było zastąpić temperatury bezwzględne wartościami w- stopniach Celsjusza. Pominięcie ciepła strat, Q_s, w tym wypadku jest usprawiedliwione niewielką różnicą temperatur między' otoczeniem a samym kalorymetrem. ■

Przykład 3.9. Obliczyć maksymalną temperaturę produktów- spalania metanu w powietrzu. Przyjąć, że powietrze zawiera 20% molowych tlenu, a resztę stanowi azot. Standardowa entalpia reakcji

CH₄₍g) + 2 0_2(g) = C0_2(g) + 2 H₂0_(g)

jest równa AH₂₉g ⁼ -802,4 kJ • mol^-1, zaś ciepła molowe reagentów (w J • K^-1 • • mol^-1) wynoszą

C0_2(g) C_p = 25,999 + 43,496 • 10^-3T- 148,323 • 10^-7T²,

H₂0_(g) C_p = 30,359 + 9,615 • 10^-37+ 11,840 ■ 10^-7T²,

N_2(g) C_p = 27,30 + 5,230 • \ 0~³T- 0,040 • 10^-7r².

Roz w i ąz a n i e. Układ może osiągnąć temperaturę maksymalną tylko wtedy, gdy nie będzie wymiany ciepła z otoczeniem (ciepło reakcji spalania CH₄