|
An
|
Изд.
|
47
|
5 сн.
|
К с (КТ)^п
|
Кс {RT)Ln
|
»
|
48
|
13 сн.
|
Д In V
|
An
1/
|
»
|
84
|
8 сн.
|
= — у 2 т. mkT3 h3 r
|
= —(V2*mklf
|
Тип.
|
111
|
Рис. 32
|
н20, %
|
t. °C
|
Авт.
|
116
|
1 сн.
|
gpT
|
£pT
|
Кор.
|
117
|
11 и 12 св.
|
V
|
Vx
|
Авт.
|
140
|
3 сн.
|
81; 88
|
81,88
|
Кор.
|
143
|
7 св.
|
о bN2. pxN2e
|
о ьы* p2N2e
|
»
|
159
|
17 св.
|
коэффициентом
|
коэффициенты
|
Авт и ред.
|
161
|
Таблица, го-
|
|
I
|
Тип.
|
|
ловка к графе 1
|
|
|
|
177
|
4 сн
|
Ale, -» Me^_ + e
|
Me | -> Mef -|- e
|
»
|
К- С. Пономарева
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Программой Коммунистической партии Советского Союза, принятой XXII съездом КПСС, предусмотрено дальнейшее расширение сети высших и средних специальных учебных заведений. Специальное образование получат десятки миллионов людей. Неизмеримо возрастет потребность в учебниках и учебных 'пособиях, недостаток которых ощущается и в настоящее время.
Автор надеется, что второе издание «Сборника задач по физической химии» поможет студентам лучше усвоить основные законы физической химии.
Второе издание «Сборника задач по физической химии» дополнено главой «Статистическая механика», в которой очень кратко рассмотрены, с простыми примерами и задачами, распределение Больцмана и Максвелла, теплоемкость, статистический расчет термодинамических функций и расчет равновесий.
■ В главе VI «Адсорбция» дополнительно рассматривается хроматографический метод разделения смесей.
Увеличено число задач по химической термодинамике и некоторым другим разделам.
Исправлены все замеченные в первом издании ошибки и опечатки.
Считаю своим долгом поблагодарить проф. докт. А. А. Жу- ховицкого за его ценные советы при подготовке второго издания сборника.
Автор
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
Настоящий сборник является учебным пособием к курсу физической химии.
Содержание сборника в основном соответствует программе курса физической химии, рекомендуемого для нехимических, в частности для металлургических втузов.
Многолетнее преподавание автором курса физической химии в Московском институте стали отразилось на выборе задач и особом развитии разделов химической термодинамики, фазовых равновесий и теории растворов, обеспечивающих достаточную подготовку студентов к курсам металлургического цикла.
При составлении сборника были использованы многие задачники и учебники физической химии, а также некоторые монографии и справочники.
Задачи, заимствованные из того или иного источника, переработаны в соответствии с принятыми в настоящее время терминами, обозначениями и табличными данными.
Исключением является замена принятых в учебной литературе терминов «изобарно-изотермический потенциал» и «энтальпия» терминами «свободная энергия» и «теплосодержание», так как именно последние приняты во многих периодических изданиях и монографиях, особенно посвященных вопросам металлургии.
Сборник составлен по следующему плану: в начале каждого раздела дано краткое теоретическое введение, содержащее необходимые определения, законы и формулы; за введением следуют примеры с решениями и задачи.
ГЛАВА I.
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА
ПЕРВЫЙ ПРИНЦИП ТЕРМОДИНАМИКИ
Первый принцип термодинамики выражается уравнением
q=А+A U, (1)
где q — теплота;
А — работа, являющаяся за редким исключением работой
расширения;
AU — изменение внутренней энергии.
q считается положительным, если тепло поглощается систе-
мой, и отрицательным, если тепло выделяется. А считается по-
ложительным, если система совершает работу, и отрицательным,
если работа затрачивается на систему. AU считается положи-
тельным, если внутренняя энергия системы возрастает, и отри-
цательным, если убывает.
В частных случаях уравнение (1) может изменяться; так, ес-
ли при изменении состояния системы объем остается постоян-
ным, то
А = 0
и
qv = AV, ('2)
где qv — тепло, поглощенное системой при постоянном объеме.
Если внутренняя энергия системы не изменяется, что имеет
место, например, при круговом процессе, то
A U=О
и
q=A. (3)
Если тепло поглощается при постоянном давлении, то соот-
ветственно увеличивается теплосодержание (энтальпия) систе-
мы, т. е.
(4)
7
qp =Д Я,
где qp ■— тепло, поглощенное при постоянном давлении;
Ап — изменение теплосодержания системы.
Теплосодержание и внутренняя энергия связаны уравнением
H = U+pV. (5)
Для процесса, протекающего при постоянном давлении,
AH=AU+pAV. (6)
Работа, совершаемая системой, зависит от условий, в которых происходит расширение.
При изобарном расширении
A=p(Vz-V 0, (7)
где р — давление;
V2 — конечный объем системы;
V\ — начальный объем системы.
Если система является идеальным газом, то уравнение (7) может быть заменено для п моль газа следующим:
A=nRAT, (8)
где R — газовая постоянная;
АТ — повышение температуры газа, расширяющегося при постоянном давлении.
Если n = 1 и АТ = 1, т. е. 1 моль нагревается на 1° С при постоянном давлении, то
A=R. (9)
Если 1 моль жидкости превращается в пар при постоянной температуре и постоянном давлении, равном давлению ее пара, и пар подчиняется законам идеальных газов, то
A = RT.
(10)
При изотермическом расширении 1 моль идеального газа изменение внутренней энергии равно нулю и
A = q=RT\n^ (11)
При адиабатическом расширении 1 моль идеального газа работа может быть вычислена по одному из следующих уравнений:
Л = Cv(7'i—T2)i
А =
Pl'Vl Р‘2 ' И .
т-1
(12)
(13)
(14)
8
Тз
'n
г
II
Л3
*5
|
(16)
|
TiV Г1 =T2vi~l\
|
(17)
|
т}Р\-‘ = т1 Р‘-Д
|
(18)
|
Тепло, расходуемое .на нагревание тела от Тх до Т2,
|
вычис-
|
ляется по уравнению
|
|
q = \ CdT,
|
(19)
|
Ti
|
|
где С — истинная теплоемкость тела, или по уравнению
q=C(T2—Ti), (20)
где С—средняя теплоемкость тела в интервале температур от
Ti до Т2.
Средняя и истинная теплоемкости связаны уравнением
г,
С = Г CdT.
Ъ-т* J
(21)
Теплоемкость моля одноатомного идеального газа при любой температуре и постоянном объеме
cv = i-R-
Do'stlaringiz bilan baham: |
