323

32 Ćw iczenia rachunkowe z chemii fizyczne)

3.2. Obliczyć zmiany energii swobodnej i entalpii swobodnej 2 moli gazu wywołane sprężeniem gazu od ciśnienia 5 10 (Pa) do ciśnienia I I0⁴ (Pa) w stałej temperaturze 773 (K|. R = 8.314 (J/(mol Kij

Rozwiązanie

-P

<

'

1

AG

|^p'nRT , _D_ , Pi = J -dp = n R T In —

10 I0³ [Pal 5 • I0’ [Pa]

AF = AG = 2 [mol) 8.314 [J - mol"' K''| ■ 773 (K| ln

= 8909 [J)

3.3. Obliczyć zmianę entropii towarzysząca izolcrmiczncmu rozprężaniu 200,0 [g| azotu od ciśnienia 1,0 • 10* [Pa) (0.1 (MPa)) do ciśnienia 1.0 • 10^! (Pa) (0,0001 [MPa]).

M_n = 28 [g/mol), R= 8.314 [J • mol' ■ K¹)

*    .    CJ o

Rozwiązanie:

po scalkowaniu dla T = const:

d In p = Rln —

P2

*s = -_Rj>_Rf

1*1 ^v Pl

AS = 57.4 (J inol"' • K’'|

stąd

57.4 = 410 |Vk|

3.4. Obliczyć pracę jaką wykonują 2 mole metanu gdy rozprężają się izotcrmicznic w temp. 3(K) |K) od objętości I |dm^Jj do objętości 10 |dm^,|.

;») przesuwając tłok obciążony stałym ciśnieniem 0,1 [MPa] (10' [Pa]), •/ 1>) w sposób kwazystalyczny.    _f    t* .

Rozwiązanie:

Układem jest rozprężający się gaz. Wykonana praca jest pracą objętościową wyrażoną wzorem:

^a) p_/cw = const = 0.1 |MI’a|; vi =* 10”' lin'¹!; V2 = I0~² [in'^ł|

= -900 IJ]

b) P/CW ⁼ Pg3/.

Dla gazu doskonałego:

_in-2

= -2 [mol] - 8,314 [J • mol"' • K'¹] • 300 [K] ln = - 11486 [J]

irr^J

J - 6ńCBłil_