Первый закон термодинамики. Теплота. Работа

1. Возможно ли с помощью первого закона термодинамики найти полное значение внутренней энергии системы?

2. Что можно сказать о соотношении теплоты, работы и изменения внутренней энергии в циклических процессах?

3. В изолированной системе протекает реакция сгорания Н₂ с образованием жидкой воды. Изменяется ли внутренняя энергия и энтальпия системы?

4. Какие данные необходимы для расчёта изменения внутренней энергии в процессе испарения некоторого количества жидкости вдали от критической температуры?

5. Можно ли непосредственно измерить изменение внутренней энергии в макроскопических процессах?

6. Чему равно изменение внутренней энергии и изменение энтальпии в изотермическом процессе с участием идеального газа?

7. В каком из процессов с участием идеального газа работа процесса равна теплоте этого процесса? Ответ поясните.

8. Изобразите графики изохорного, изобарного, изотермического, адиабатического процессов в координатах р – V.

9. В каком из процессов расширения газа в идеальном состоянии от объёма V₁ до объёма V₂ работа будет больше  в изотермическом, адиабатическом или изобарном? Покажите на графике, приведите расчетные формулы.

10. В каком соотношении находятся энтальпия и внутренняя энергия данной термодинамической системы?

11. Каково соотношение между H и U для термодинамической системы?

12. Чему равно изменение энтальпии в изобарном и изобарно-изотермическом процессе?

13. Можно ли непосредственно измерить изменение энтальпии в макроскопических процессах?

14. Энтальпия какого из следующих газообразных веществ  СН₄ или С₂Н₂  возрастает больше, если одинаковое число молей того и другого вещества нагреть от 298 до 300 К при постоянном давлении? Газы считайте идеальными.

15. Возможно ли с помощью уравнений термодинамики вычислить полное значение энтальпии термодинамической системы?

16. Для описания каких процессов была введена в рассмотрение термодинамическая функция энтальпия?

17. За счет чего совершается работа адиабатического расширения идеального газа? Как при этом изменяется температура системы? Ответ поясните.

18. Как изменяются внутренняя энергия и температура идеального газа при его адиабатическом сжатии? Ответ поясните.

19. Каково значение закона Гесса?

20. Согласно первому закону термодинамики теплота есть функция процесса. Закон Гесса утверждает, что тепловой эффект химической реакции не зависит от пути процесса. Дайте объяснение этому противоречию.

21. В каких случаях для химических реакций можно пренебречь разницей между U и Н?

22. Какова связь между тепловым эффектом при постоянном объёме Q_V и постоянном давлении Q_P для реакции

СО + 3Н₂ = СН₄ + Н₂О _ж ?

23. Какая величина  H или U  больше для реакции

4NO _газ + 6Н₂О _ж = 4NH_{3 газ} + 5О_{2 газ} ?

24. В чем разница между термодинамическими и термохимическими теплотами химической реакции? Почему она появилась?

25. Стандартная теплота образования жидкого нитробензола равна 11,2 кДж/моль. Напишите уравнение реакции, к которой относится этот тепловой эффект (в термохимической и термодинамической форме).

26. В справочнике отсутствует величина теплоты сгорания бензальдегида. Какие данные нужны для её расчёта при 298 К?

27. Как связаны между собой теплоты образования одного и того же химического соединения в различных агрегатных состояниях?

28. Пользуясь законом Гесса, можно рассчитать тепловой эффект химической реакции либо по стандартным теплотам образования участников реакции, либо по стандартным теплотам сгорания. Какой вариант лучше выбрать для неорганических веществ, а какой для органических и почему?

29. В чем состоит основной недостаток расчета теплот реакций по теплотам сгорания участников реакции, при том, что теплоту сгорания вещества можно определить с высокой точностью (± 0,02%)? Поясните, приведите пример.

30. В справочной литературе в разделе «Стандартные теплоты сгорания» приведены сведения о теплотах сгорания только органических веществ. Где, в таком случае, найти теплоты сгорания неорганических веществ? Приведите примеры.

31. Напишите уравнения (в дифференциальной форме) зависимости изобарного и изохорного теплового эффекта химической реакции от температуры.

32. Изменение теплоёмкости в ходе реакции в некотором интервале температур меньше нуля. Как изменится тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

33. В интервале температур 273298 К удельная теплоемкость графита больше удельной теплоемкости алмаза на 215 Дж/(кгК). Как изменится тепловой эффект реакции перехода графита в алмаз при повышении температуры от 273 до 298 К?

34. Начертите график зависимости теплового эффекта от температуры для процесса перехода ромбической серы в моноклинную, если в интервале температур от 0 до 95,4^оС разность их теплоёмкостей составляет 0,029 Дж/(гК).

35. Для некоторой химической реакции изменение теплоёмкости как функции температуры выражается уравнением С_Р = а + bТ + сТ² . Величины а, b и с больше нуля. Как будет выглядеть график зависимости теплового эффекта этой реакции от температуры (в том температурном интервале, для которого справедливо данное уравнение)?

36. Какими данными надо располагать, чтобы рассчитать тепловой эффект химической реакции при любой заданной температуре?

37. Как влияет температура на теплоту испарения жидкости? Объясните.

38. Как зависит от температуры энтальпия индивидуального вещества? Дайте математическое выражение этой зависимости.

39. Как зависит от температуры внутренняя энергия индивидуального вещества? Дайте математическое выражение этой зависимости.

40. Какие данные необходимы для расчёта количества тепла, которое расходуется при нагревании 1 моль вещества на 100^оС при постоянном давлении, если требуется провести расчёт с возможно большей степенью точности?

41. Как выглядит (написать уравнение) эмпирическая зависимость изобарной теплоемкости неорганических и органических веществ от температуры? В какой области температур можно использовать эту зависимость для термодинамических расчетов и почему?