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兩道有關固液體系 相變，要設計過程求G,H,S狀態(tài)函數(shù)變化的題目
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Hg在正常熔點234.28K時的ΔfusHm標準=2.367kj/mol，假設液體Hg和冷液體Hg的Cp，m（l）均為28.28j/k/mol，并可認為它是常數(shù)；又已知Sm標準（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K.將1mol，223.15K，p標準的過冷液體Hg，經絕熱等壓過程變?yōu)?34.28K的液體與固體Hg的平衡體系，請求算： （1）寫出上述過程的相態(tài)變化，并計算1molHg體系由始態(tài)到終態(tài)的焓變。 （2）計算終態(tài)體系中固體Hg的物質的量 （3）變化過程的熵變 （4）變化過程的Gibbs自由能變化ΔG （5）上述過程是否為不可逆過程？請指明所用的判據(jù)。 解： （1）首先設計過程：Hg（223.15K，p標準）【1】=234.28K，p標準【2】=Hg（s）+Hg（l）【3】； 由于是絕熱等壓過程，Qp=ΔH； 且ΔH1+ΔH2=ΔH=0; （2）【3】xHg（s)+(1-x)Hg(l) 所以1mol *Cp，m（l）*（234.28-223.15）+（-ΔfusHm*x）=0； 解出x即可。 （3）【1】到【2】過程是系統(tǒng)升溫，認為是等壓可逆變溫，ΔS=n（Cp，m）lnT2/T1= 1.376 J.K-1 【2】到【3】過程，認為是可逆相變，直接用-ΔfusHm/T= -1.344 J. K-1 ΔS總=1.376-1.344=0.32 ΔG=ΔH-TΔS，近似認為ΔS為0，那ΔG也為0； 該過程用熵判據(jù)，而不用G判據(jù)，因為G判據(jù)要求等溫等壓Wf=0； 認為可逆。 我做完感覺不對，主要是感覺熵變計算有問題。另外題中給出的條件Sm標準（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K未用到，應該過程想的錯了，哪位能給改正一下。  第二題：絕熱等壓條件下，將一小塊冰投入到263K，100g過冷水中，最終形成273K的冰水體系，以100g水為體系，求在此過程中的Q,Hg在正常熔點234.28K時的ΔfusHm標準=2.367kj/mol，假設液體Hg和冷液體Hg的Cp，m（l）均為28.28j/k/mol，并可認為它是常數(shù)；又已知Sm標準（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K.將1mol，223.15K，p標準的過冷液體Hg，經絕熱等壓過程變?yōu)?34.28K的液體與固體Hg的平衡體系，請求算： （1）寫出上述過程的相態(tài)變化，并計算1molHg體系由始態(tài)到終態(tài)的焓變。 （2）計算終態(tài)體系中固體Hg的物質的量 （3）變化過程的熵變 （4）變化過程的Gibbs自由能變化ΔG （5）上述過程是否為不可逆過程？請指明所用的判據(jù)。 解： （1）首先設計過程：Hg（223.15K，p標準）【1】=234.28K，p標準【2】=Hg（s）+Hg（l）【3】； 由于是絕熱等壓過程，Qp=ΔH； 且ΔH1+ΔH2=ΔH=0; （2）【3】xHg（s)+(1-x)Hg(l) 所以1mol *Cp，m（l）*（234.28-223.15）+（-ΔfusHm*x）=0； 解出x即可。 （3）【1】到【2】過程是系統(tǒng)升溫，認為是等壓可逆變溫，ΔS=n（Cp，m）lnT2/T1= 1.376 J.K-1 【2】到【3】過程，認為是可逆相變，直接用-ΔfusHm/T= -1.344 J. K-1 ΔS總=1.376-1.344=0.32 ΔG=ΔH-TΔS，近似認為ΔS為0，那ΔG也為0； 該過程用熵判據(jù)，而不用G判據(jù)，因為G判據(jù)要求等溫等壓Wf=0； 認為可逆。 我做完感覺不對，主要是感覺熵變計算有問題。另外題中給出的條件Sm標準（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K未用到，應該過程想的錯了，哪位能給改正一下。 第二題 絕熱等壓條件下，將一小塊冰投入到263K，100g過冷水中，最終形成273K冰水體系，以100g水為體系，求在此過程中的Q，焓變，熵變。通過計算說明上述過程是否為可逆過程？已知：273K時，ΔfusHm（冰）=6.0kj/mol，Cp，m（H2O,l）=75.3J.K-1.mol; Cp,m(H2O,S)=37.2J.K-1.mol。 解：設計過程【1】水263K→→【2】273k水→→【3】237K冰→【4】263K冰； 【1】，Qp=△H；Qp=nCp，m（水，l）（T2-T1)=4183 J.mol-1 熵變=nCp，m lnT2/T1=15.61 【2】熵變=-△H/T=-21.98 【3】熵變=nCp，m（s）lnT2/T1=-7.71 △S總=15.61+-21.98+-7.71=-14.08為負值？！ 這是哪里錯了��？ 這題主要就是熵變這個搞不清那得的問題，難道過程設計錯了？求指點 [ Last edited by flyingtech on 2011-11-12 at 16:40 ] |
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 物理化學真題 |
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2樓2011-11-12 17:53:12
★ ★ ★ ★
flyingtech(金幣+1):謝謝參與
flyingtech(金幣+6): 2011-11-12 20:32:48
zeng1986kai(金幣+3, ICEPI+1): 謝謝應助！ 2011-11-12 20:35:55
flyingtech(金幣+1):謝謝參與
flyingtech(金幣+6): 2011-11-12 20:32:48
zeng1986kai(金幣+3, ICEPI+1): 謝謝應助！ 2011-11-12 20:35:55
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做做第二題吧，有點麻煩，另外冰和263K的水不可能升溫到273K的冰水混合物，題都出錯了，不過也可以做。 263k 100g H2o(l)----100gH2o(l),273K----xgH2o(s)+(100-x)g H2o(l)273k Qp=△H=0 △H=△H1+△H2=nCp,m(T2-T1)-x△fusHm=0可得x=2.259g 即nH2O(S)=0.126mol 則△S=△S1+△S2+△S3=nCp,m(l)lnT2/T1-nH2O(S)△Hfus/T2+nCp,m(s)lnT2/T1=14.09J.K-1 [ Last edited by LIUXUSONG on 2011-11-12 at 19:33 ] |
3樓2011-11-12 19:31:49
4樓2011-11-12 19:40:28
5樓2011-11-12 20:36:58
6樓2011-11-12 20:42:45
7樓2011-11-12 20:44:45
8樓2011-11-12 20:53:25
我說呢，他是學這個的 9樓2011-11-12 22:45:37
10樓2011-11-13 06:30:25
11樓2011-11-13 06:36:44
12樓2011-11-13 10:17:21
13樓2011-11-13 10:25:52
14樓2011-11-13 10:33:18
15樓2011-11-13 10:52:21
16樓2011-11-13 11:28:08
★ ★ ★
zhonggao18(金幣+3): 感謝回帖 2011-11-13 14:55:40
zhonggao18(金幣+3): 感謝回帖 2011-11-13 14:55:40
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第一題照比第二題可就相對容易多了。物理過程你已經設計出來了。 熵變分為兩部分，△S1=n(l)Cp,mlnT2/T1 △S2=-x△fusHm/T2 △S系=△S1+△S2 △S環(huán)=0 △S隔=△S體系+△S環(huán)>0 所以為不可逆過程 此題不涉及Hg(s)變溫過程，因為Hg(l)只有到234.28K時才形成固體，這時的狀態(tài)還是可逆狀態(tài)。 第二題，則不同。因為在263K已經就結冰了，冰到273K肯定要設計固體變溫。 明白了嗎 [ Last edited by LIUXUSONG on 2011-11-13 at 12:11 ] |
17樓2011-11-13 11:51:19
18樓2011-11-13 12:55:22
這樣的題目可以考慮找些相關的復習資料！ 19樓2012-01-31 16:42:22
20樓2013-11-05 21:50:07
21樓2013-11-05 21:51:46
22樓2013-11-05 21:53:09
23樓2013-11-07 09:10:34
24樓2013-12-28 16:54:39
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