3. Подготовка данных для расчетов
Для удобства последующих расчетов составляем таблицу исходных данных.
Таблица 1
Исходные данные для термодинамического исследования реакции (по данным [1])
Вещество |
кДж/моль |
Дж/К мол |
a
|
b· 103 |
C/· 10-5 |
Температура Т, K |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∆ |
|
|
|
|
|
|
Уравнения для расчетов
С учетом данных, представленных в табл.!, получаем следующие уравнения для расчета:
= …. +……10-3 · T +……. 10+5 · T-2 ,
Х = 1000 - a 298 - b/2 2982 + с/ 298-1 = ………. Дж
Y = - a ln 298 - b 298 + с//2 298-2 = …………Дж/К
= Х + a Т + b/2 Т2 - с/ Т-1 = ……..+ …. Т + ……10-3 Т2 -…….105 Т-1
=Y + a ln Т + b Т - с//2 Т-2 =……+ …..ln Т + ……10-3 Т - ……105Т-2
Решение задачи выполнено на персональном компьютере и представлено в таблице 2.
Таблица 2
Сводная таблица термодинамических характеристик реакции
Т, K |
Дж/К |
кДж |
Дж/К |
кДж |
Ln Kp |
1000/T |
300 |
|
|
|
|
|
|
500 |
|
|
|
|
|
|
700 |
|
|
|
|
|
|
900 |
|
|
|
|
|
|
1100 |
|
|
|
|
|
|
1300 |
|
|
|
|
|
|
1500 |
|
|
|
|
|
|
5. Термодинамический анализ реакции
5.1. На рисунке 1 и в таблице 3 представлено изменение теплоемкости в реакции.
Таблица 3
Величина при различных температурах реакции:
T, K
|
|
|
|
|
|
|
|
Дж/К |
|
|
|
|
|
|
|
Рисунок 1.Изменение изобарной теплоемкости в реакции
Из приведенных данных следует:
-вариант 1. Во всем интервале температур величина положительна;
-вариант 2. Во всем интервале температур величина отрицательна;
- вариант 3. Величина меняет знак при температуре Т1= …….К (определить по графику).
Такое изменение значений определяет вид зависимости от температуры теплового эффекта и изменения энтропии в реакции ( рисунки 2 и 3).
Варианты 1 и 2. Значение реакции во всем интервале температур не меняет знака поэтому зависимость и от температуры монотонная ( рис.2 и рис.3).
Вариант 3 Значение реакции меняет знак при Т = ……К, поэтому на кривых зависимости и от температуры ( рис.2 и рис.3) при этой температуре появляется экстремум..
5.2. При комнатной температуре тепловой эффект реакции = ……..кДж, т.е. реакция протекает с выделением (поглощением) теплоты. Изменение теплового эффекта с температурой приведено в таблицах 2 и 4 и на рисунке 2.
Таблица 4
Тепловой эффект реакции при различных температурах
Т, К
|
|
|
|
|
|
|
|
кДж
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным табл.4 построим зависимость = f(T) на рис.2.
