7. Определяем изменение энтропии и энергии Гиббса реакций сгорания углеводородов.

Определение изменения энтропии и энергии Гиббса реакций сгорания углеводородов можно произвести также согласно следствию из закона Гесса:

,

где Δ _r S^о_Т – изменение стандартной энтропии реакции, ν_j, ν_i – стехиометрические коэффициенты перед формулами конечных и исходных веществ соответственно, S^о_Т (В_j ) – абсолютная энтропия продуктов реакции (конечных веществ), S^о_Т (А _i ) – абсолютная энтропия исходных веществ реакции.

,

где Δ _r G^о_Т – изменение энергии Гиббса реакции, ν_j, ν_i – стехиометрические коэффициенты перед формулами конечных и исходных веществ соответственно, Δ _f G^о_Т (В_j ) – стандартная энергия Гиббса образования продуктов реакции (конечных веществ), Δ _f G^о_Т (А _i ) – стандартная энергия Гиббса образования исходных веществ реакции.

Получаем:

Δ _r S^o_I, 298 = 2·S^o₂₉₈(CО₂(г)) + 2·S^o₂₉₈(H₂O(г)) – (S^o₂₉₈(C₂Н₄(г)) + 3·S^o₂₉₈(О₂(г))) = 2·213,74 + 2·188,83 – (219,5 + 3·205,138) = -29.8 (Дж·моль^–1·К^–1);

Δ _r S^o_II, 298 = 3·S^o₂₉₈(CО₂(г)) + 3·S^o₂₉₈(H₂O(г)) – (S^o₂₉₈(C₃Н₆ (г)) + 4,5·S^o₂₉₈(О₂(г))) = 3·213,74 + 3·188,83 – (266,94 + 4,5·205,138) = 17,65 (Дж·моль^–1·К^–1);

 _r G^о_I, 298 = 2· _f G^о₂₉₈(CО₂(г)) + 2· _f G^о₂₉₈(Н₂О(г)) –  _f G^о₂₉₈(C₂Н₄(г)) – 3· _f G^о₂₉₈(O₂(г)) = 2·(-394,36) + 2 (–228,57) – (68.1) – 3·0 = –1313,96(кДж/моль);

 _r G^о_II, 298 = 3· _f G^о₂₉₈(CО₂(г)) + 3· _f G^о₂₉₈(Н₂О(г)) –  _f G^о₂₉₈(C₃Н₆(г)) – 4,5· _f G^о₂₉₈(O₂(г)) = 3·(-394,36) + 3·(–228,57) – 62,75 – 4,5·0 = -1931,49 (кДж/моль);

Ответ: Δ _r S^o_II, 298, > 0, так как увеличивается число молекул газообразных веществ, а Δ _r S^o_I, 298 < 0, так как уменьшается число молекул газообразных веществ.

 _r G^о_I, 298 ,  _r G^о_II, 298 << 0, следовательно, химические процессы термодинамически возможны, т.е. возможно самопроизвольное протекание процессов в прямом направлении.

8. Резервуар с указанными геометрическими параметрами и условиями хранения углеводородной смеси соединили, открыв задвижку со вторым подземным резервуаром V= 10 тыс.м³, в котором хранится такая же смесь при атмосферном давлении и температуре = 288К. Определить температуру газовой смеси, при котором в обоих резервуарах сохранится давление Р_хр, МПа?

Для хранения газообразных углеводородов используют сообщающиеся резервуары. Если в двух сообщающихся резервуарах хранятся газовые смеси при разных условиях 1 и 2

и ,

то можно определить общую массу газов (m₁ + m₂) при объединении резервуаров. Так как при объединении двух сообщающихся подземных резервуаров (открыв задвижку) и сохранении требуемого давления, температура газовой смеси Т изменится:

,

.

Рассчитаем массу смеси во втором резервуаре.

,

Значение массы газовой смеси возьмем из задачи№1:

m_газ.см.= 6,1*10⁶ кг ; P₃=P_хр=14*10⁶ Па

P₂=P₀=101325 Па T₁=T_хр=267 К

.

Ответ: Т₃=359К.