Мы поможем в написании ваших работ!



ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Приближенное вычисление функции Гиббса.

Поиск

Третий закон термодинамики

В зависимости от требуемой точности вычисление изменения функции Гиббса (в дальнейшем будем это изменение называть просто функцией Гиббса) по уравнению 4.35 может быть сделано в трех классических приближениях. Мы ограничимся приближенным расчетом. Будем считать, что и не зависят от температуры, т.е. сохраняют свои значения, определенные при 298 К, и при других значениях температуры Т, тогда

= Т× . (4.36)

Для вычисления используют термодинамические данные (табл. 4).

Обратим внимание на абсолютные значения энтропии химических соединений , приведенные в табл. 4.

Согласно уравнению второго закона термодинамики

или . (4.37)

Интегрируем уравнение (4.37) в пределах от 0 до Т

,

. (4.38)

Т а б л и ц а 4

Стандартные энтальпии образования и абсолютные энтропии

Некоторых веществ

Вещество , кДж/моль ,Дж/моль К
С(графит)   5.74
С(алмаз) 1.897 2.38
СО2(г.) - 393.51 213.6
СаСО3(кальцит) - 1206 92.9
СаО(кр.) - 635.1 39.7
Са(ОН)2(кр) - 986.2 83.4
Н2О(г.) - 241.84 188.74
Н2О(ж.) - 285.84 69.96
Н2О(кр.) - 291.84 39.33

 

Согласно статистической термодинамике, энтропия является мерой беспорядка. М. Планк предложил постулат: энтропия правильно сформированного твердого тела при абсолютном нуле равна нулю.

Это формулировка третьего закона термодинамики. При температуре Т =0 К все вещества находятся в твердом состоянии, а кристалл с идеальной упорядоченностью должен иметь .

В соответствии с третьим законом термодинамики абсолютная энтропия индивидуального вещества при температуре Т К определяется по формуле:

. (4.39)

На пути перехода кристаллического вещества от 0 до Т встречаются фазовые переходы кристалл – жидкость и жидкость – газ. Энтропия фазовых переходов учитывается при вычислении абсолютного значения энтропий.

Пример. Для получения негашеной извести используют минерал СаСО3. Определим температуру разложения карбоната кальция. Считаем, что процесс идет про постоянном давлении р = 1 атм (давление углекислого газа).

СаСО3(т) ® СаО(т) + СО2(г); =?

Для расчета температуры разложения СаСО3 воспользуемся функцией Гиббса D rG 0 = D rН 0Т D rS 0 и рассчитаем

= Т× ,

делая допущение, что D rН 0 и D rS 0 не зависят от температуры. Величины и для вышеуказанной реакции найдем, используя закон Гесса и данные табл. 4.

= – 635,1 – 393,51 – [–1206] = 177,4 кДж.

= 39,7 + 213,6 – 92,9 =160,4 Дж = 0,1604 кДж/моль.

Находим температуру разложения СаСО3, при которой достигается термодинамическое равновесие, т. е. = 0.

= 177.4 – Т ×0,1604 =0,

или» 833 0С.

Выше 833 0С реакция разложения карбоната кальция с образованием углекислого газа и оксида кальция (негашеной извести) термодинамически разрешена.

 



Поделиться:


Последнее изменение этой страницы: 2016-12-10; просмотров: 197; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.137.186.26 (0.007 с.)