Твёрдое состояние вещества.

Твёрдые тела могут быть кристаллическими и амфорными.

Кристаллические тела имеют кристаллическую решётку, строго определённую температуру плавления, кристаллизации. Амфорные – не имеют.

Свойства твёрдых кристаллических тел определяются типом кристаллических решёток:

1. Ионная кристаллическая решётка характерна для солей, оксидов

2. Атомная кристаллическая решётка (например, сера, кремний, алмаз)

3. Молекулярная кристаллическая решётка (-это органические твёрдые вещества, лед)

4. Металлическая кристаллическая решётка (это металлы).

Плазменное состояние.

Плазма – это ионизированный газ, состоящий из нейтральных молекул и атомов, ионов, электронов и др. частиц. В целом она электронейтральна.

Осуществлением различных химических превращений в плазме занимается плазмохимия.

Примеры решения задач.

Пример 1.

При 17С и давлении 104000 Па масса 624 см³ газа составляет 1,56 г.

Определить Молярную массу газа.

M - ?	Cи +273 = 290K 62410-6 м3 1,5610-3кг	Задача на применение уравнения состояния идеального газа. PV = nRT M = mRT/PV кг/моль
t = 17C P = 104000 Па V = 624 cм3 m = 1,56 г R = 8,314 Дж/мольК

Пример 2.

Привести объём газа к н.у., если при 22С и 95940 Па объём равен 20л.

V0 - ?	Cи	Задача на приведение параметров к н.у. (применение уравнения состояния идеального газа) ;
t1= 22C P1 = 95940 Па V1 = 20л Т0 = 273К Р0 = 101325 Па	295К 2010-3м3

Пример 3.

Масса 1м³ азота при 10С и давлении 9,8610⁴ Па равна 1,175 кг. Какова масса этого же объёма азота под давлением 1,09210⁵ Па при изотермическом процессе.

m2 - ?	Си	Т.к. изотермический процесс, то задача на закон Бойля-Мариотта (следствие) 1/2 = Р1/Р2  = m/V т.к. V1=V2  m1/V1:m2/V2 = P1/P2  m1/m2 = P1/P2; m2 = m1P2/P1. m2 = 1,1751,092105/9,86104  1,3 (кг)
m1 = 1,175 кг V1 = 1 м3 P1 = 9,86104 Па V1= V2=1 м3 P2 = 1,092105 Па T = const

Пример 4.

По уравнению Ван-дер-Ваальса вычислить температуру, при которой объём 1 кмоль метана станет равным 2 м³ под давлением 2,026510⁶ Па.

T - ?	Си
п = 1кмоль V = 2 м3 P =2, 0265106 Па а = 2,2810-1 Джм3/моль в = 4,2810-5 м3/моль	1103моль	Используем уравнение Ван-дер-Вальса (Р + а/Vm2)(Vm - в) = RT Вначале рассчитали молярный объём. Vm = V/п, необходимые константы а, в возьмём из приложения 1

V_m = 2/110³ =2·10³ м³/моль

Выражаем

Пример 5.

Определить парциальное давление этилбензола в смеси его с водяным паром на входе в реактор дегидрирования, если на 1 кг этилбензола (С₈Н₁₀) в смеси приходится 2,6 кг воды, температура смеси 605С, давление 780 мм.рт.ст.

Рэб - ?	Си	Решение:
m(эб) = 1кг mв = 2,6 кг tсм = 605С Рсм = 780мм. рт.ст M(в) = 1810-3 кг/моль М(эб) = 10610-3 кг/моль	878 К 103991 Па	Задача на определение парциального давления из закона Дальтона.

Решение:

1) Р_i = x_i P_см;

Р_(эб) = x_(эб) P_см

2) Чтобы определить Р_(эб) необходимо знать молярную долю этилбензола.

х_i = п_i/п_cм; х_эб = п_(эб)/(п_эб + п_в)

3) Определяем количество этилбензола п_эб и количество воды п_в по формуле

п= m/M

п_эб = m_эб/M_эб ; п_в = m_в /M_в

п_эб = 1/10610 ^-3 =9,34 моль

п_в = 2,6/1810 ^-3 = 144 моль

x_(эб) = 9,34/(9,34+144) = 6,0910 ^–2

Р_(эб) =6,0910 ^-3 103991 = 6,3810 ³ Па.

Пример 6.

Определить плотность синтез - газа нижеприведённого состава при 400С и

Р = 3МПа (Мега Па).

СО – 31,0; Н₂ – 51,5; СО₂ – 15,0; СН₄ = 1,0; N₂ – 1,5; % (об.)

 - ?	Си	Плотность определяем по формуле По правилу смешения находим среднюю молярную массу газовой смеси: Мсм = х(СО)М(СО) + х(Н2)М(Н2) + М(СО2)х(СО2) + + х(СН4)М(СН4) + х(N2)М(N2) т.к. в газах I = xi  V = п x(CO) = п(CO)/пcм.
φ(CO) = 31% φ (H2) =51,5% φ(CO2) = 15,0% φ(CH4) = 1,0% φ(N2) = 1,5% t = 400C P = 3МПа R = 8,314 Дж/мольК	0,31 0,515 0,15 0,01 0,015 673К 3106Па

Решение:

Находим молярные массы веществ:

M(CO) = 2810^-3 кг/моль; М(H₂) = 210^-3 кг/моль; М(CO₂) = 4410^-3 кг/моль;

М(СH₄) = 1610^-3 кг/моль; М(N₂) = 2810^-3 кг/моль.

М = (0,3128+0,5152+0,1544+0,0116+0,01528)10^-3 = 16,8910^-3 (кг/моль)

 = 310^-616,8910^-3/(8,314673) = 9,06 кг/м³

Пример 7.

При какой температуре будет происходить кипение гексана в аппарате, давление которого 600 мм.рт.ст.

Решение:

По диаграмме (см. приложения) находим t_к гексана. Она равна 61С.

Пример 8.

Динамическая вязкость бензола при нормальной Т_к равна 0,317Пас, а плотность 815 кг/м³. Какова его кинематическая вязкость.

 - ?	 = /  = 0,317/815 = 3,8910-4 (м2/с) = 3,89 Ст.
 = 0,317Пас  = 815 кг/м3

Пример 9.

Определить какое количество теплоты расходуется для очистки методом перегонки 25 кг сероуглерода СS₂, если t_к = 46,3С.

Q - ?	Cи	Используем правило Троутона для определения молярной теплоты испарения. Qm = 89,12  Тк Qm = 89,12319,3 =28456 Дж/моль  28,5 кДж/моль Определяем теплоту испарения Q = nQm ; n = m/M; n = 25/7610–3329 моль Q = 32928,5 = 9376,5 кДж  9,4 МДж
tк = 46,3С m = 25 кг М (СS2) = 7610–3 кг/моль	319,3K