Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми

1. Другий закон термодинаміки. Поняття "ентропія системи". Математичний вираз другого закону термодинаміки.

2. Ентропія в оборотних і необоротних процесах. Розрахунок зміни ентропії у різних процесах.

3. Третій закон термодинаміки (теорема Нернста, постулат Планка). Визначення абсолютного значення ентропії.

4. Статистичний характер другого закону термодинаміки. Ентропія і термодинамічна ймовірність. Рівняння Больцмана.

5. Фундаментальне рівняння Гіббса і допоміжні функції. Зв’язок зміни енергії Гіббса з максимальною роботою. Зміна енергії Гіббса в хімічних реакціях.

6. Зв’язок максимальної корисної роботи з тепловим ефектом процесу. Рівняння Гіббса-Гельмгольца.

7. Хімічний потенціал, як характеристика термодинамічних систем, в яких відбуваються хімічні реакції. Математичний вираз для хімічного потенціалу. Поняття "активності" компоненту термодинамічної системи.

8. Рівновага в фізико-хімічних та біологічних процесах. Термодинамічні ознаки рівноваги. Закон дії мас (його виведення). Константа хімічної рівноваги, її фізичний зміст. Способи вираження константи хімічної рівноваги.

9. Рівняння ізотерми хімічної реакції. Хімічна спорідненість. Стандартна хімічна спорідненість. Розрахунок константи рівноваги за даними таблиць термодинамічних величин.

10. Залежність константи рівноваги від температури. Рівняння ізобари та ізохори хімічної реакції. Розрахунок теплових ефектів оборотних хімічних реакцій за допомогою рівняння ізобари (ізохори).

11. Залежність константи рівноваги від тиску.

12. Вплив різних факторів на хімічну рівновагу. Принцип Ле-Шательє з позицій хімічної термодинаміки.

Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання

1. Який термодинамічний потенціал слід вибрати як критерій напрямку реакції, якщо вона відбувається в закритому автоклаві при постійній температурі? Яка умова самочинного перебігу процесу?

2. Що розуміють під терміном "активність компонента термодинамічної системи"?

3. Запишіть вираз закону дії мас для реакції:

аА_(г) + вВ_(г) сС_(г) + dD_(г).

4. Виведіть співвідношення між К_р, К_с, К_х для оборотної хімічної реакції.

5. Запишіть рівняння ізотерми для наступної реакції: Н₂ + Br₂ 2HBr.

6. Як розрахувати тепловий ефект оборотної реакції, використовуючи експериментальну залежність константи рівноваги від температури?

7. Як впливає ріст загального тиску та температури на рівноважний вихід продуктів екзотермічної реакції: 1/3 А_(г) + 1/4 В_(г) С_(г) + 1/7 D_(г)?

Ііі. Розв’язати задачі

1. Знайти зміну ентропії у процесі ізотермічного стискання 1 моля карбон (IV) оксиду від 101,325 до 1013,25 Па.

2. При охолодженні 12 дм³ кисню від 200 ° до – 40 °С тиск підвищується від 10⁵ до 6,0·10⁶ Па. Розрахувати зміну ентропії, якщо С_р(О2) = 29,2 Дж/моль·К (вважати кисень ідеальним газом).

3. Обчисліть зміну ентропії при нагріванні 16 кг кисню від 273 К до 373 К: 1) при сталому тиску; 2) при сталому об’ємі. Вважати кисень ідеальним газом.

4. Константа рівноваги реакції: CO_(г) + Сl_2(г) СОС1_2(г); при температурі 873 К дорівнює 0,706. Визначити при цій температурі міру хімічної спорідненості газоподібних CO і С1₂ і напрям реакції.

5. Константа рівноваги реакції: С₂Н₅ОН_(р) + СН₃СООН_(р) СН₃СООС₂Н_5(р) +Н₂О_(р) дорівнює 4. Скільки ефіру утвориться з 0,230 кг спирту і 0,090 кг оцтової кислоти?