Question

Найдите теплоту, работу, изменение внутренней энергии и энтальпии при испарении 6 г толуола. t кипения толуола равна 383К, а удельная теплота испарения 33,6 кДж/моль (пар считать идеальным).

Answer 1

Согласно 1 з-ну ТД, изменение внут. энергии ΔU=Q–A
Теплота процесса вычисляется с учетом кол-ва в-ва:
Q=ΔНисп. ∙ n = ΔНисп. ∙ m/M=–33,6 кДж/моль ∙ 6 г / 92 г/моль = 2,19 кДж = 2190 Дж
Работу расширения можно найти двумя способами:
(1)
Так как толуол кипит, то давление его паров равно атмосферному давлению: р = 101325 Па, и процесс протекает изобарически.
Объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара и им можно пренебречь, тогда A=p∙v пара
При 273 К v=6 г ∙ 22,4 л/моль / 92 г/моль = 1,46 л
При 383 К v=1,46 л ∙ 383 / 273 = 2,05 л = 2,05×10⁻³ м³
A=101325 Па ∙ 2,05×10⁻³ м³ = 207,7 Дж
(2)
По уравнению состояния идеального газа: pΔv = nRT, но pΔv = A
А = nRT = mRT/M = 6 г · 8,314 Дж/(моль∙К)· 383 К / 92 г/моль) =207,7 Дж
Изменение внут. энергии: ΔU = Q – A =2190 Дж – 207,7 Дж = 1982 Дж= 1,982 кДж