Решение задач на тему «Второй закон термодинамики. Энтропия, расчет энтропии системы в различных процессах»

3-1.Определите изменение энтропии при плавлении 63,5 г меди, если теплота плавления меди равна 12980 Дж/моль, а температура плавления меди 1083 °С.

3-2.Вычислите изменение энтропии при плавлении 100 г свинца, если температура плавления свинца 327,4 °С, а теплота плавления 5485 Дж/моль.

3-3. В двух сосудах одинаковой емкости находится: в первом 2,8 г азота, во втором 4 г аргона. Определите изменение энтропии при диффузии, возникающей в результате соединения сосудов с газами. Температура и давление постоянны.

3-4. Найдите изменение энтропии в процессе обратимого изотермического сжатия одного моль кислорода от 101,3 до 1013 кПа.

3-5. Как изменится энтропия одного моль гелия при нагревании его от 20 до 70 °С, если объем газа при этом изменился от 24 до28,1 л?

3-6. Сто грамм воды, взятой при 25°С, превращены в пар с температурой 150 °С и давлением 101,3 кПа. Вычислите изменение энтропии этого перехода, если удельная теплота испарения воды при 100 °С равна 2257 Дж/г, удельная теплоемкость воды 4,187 Дж/г·К, а удельная теплоемкость водяного пара при давлении 101,3 кПа равна 1,968 Дж/г·К.

3-7. Рассчитайте изменение энтропии при смешении 1 моль водорода с 1 моль азота при давлении 101,3 кПа и постоянной температуре.

3-8.Найдите изменение энтропии при переходе трех моль кислорода от объема 33,6 л под давлением в 202,6 кПа к объему 67,2 л под давлением 101,3 кПа. Мольная теплоемкость кислорода Ср равна 29,37 Дж/моль·К, температура постоянна.

3-9. Используя справочные данные, рассчитайте изменение энтропии при протекании реакции при стандартных условиях H₂SO₄ + 3H₂S = 4S + 4H₂O.

3-10. Используя справочные данные, рассчитайте изменение энтропии при протекании реакции при стандартных условиях 2HBr + H₂SO₄ = Br₂+ SO₂ + 2H₂O.

3-11. Используя справочные данные рассчитайте изменение энтропии при протекании реакции при 500 °С C + 2H₂SO₄ = CO₂+ 2SO₂ + 2H₂O.

3-12. Используя справочные данные рассчитайте изменение энтропии при протекании реакции при 300 °С SO₂ + NO₂ + H₂O = H₂SO₄ + NO.

Задачи для аудиторной самостоятельной работы.

4-1. Рассчитайте изменение энтропии при нагревании 11,2 л азота от 0 до 50 ^оС и одновременном уменьшении давления от 101,3 кПа до 1,013 кПа.

4-2. Рассчитайте изменение энтропии при образовании 1 м³ воздуха из азота и кислорода (20 об.%) при температуре 25 ^оС и давлении 101,3 кПа.

4-3. Рассчитайте изменение энтропии при нагревании 0,7 моль моноклинной серы от 25 до 200 ^оС при давлении 101,3 кПа. Мольная теплоемкость серы равна: C_p (S_тв) = 23,64 Дж/(моль^. К), C_p (S_ж) = 35,73 + 1,17^. 10^-3T Дж/(моль^.К). Температура плавления моноклинной серы 119 ^оС, удельная теплота плавления 45,2 Дж/г.