Химическая термодинамика (задачи, примеры, задания). Захаров И.В - 71 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МФТИ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

71
ЗАДАЧИ
4.1. Каждая из
N частиц идеального газа, заключенного в объем V,
может находиться в состоянии
"1" (g
1
= 1, E = E
1
) и в состоянии "2"
(g
2
= 3, E = E
2
).
а) Какова внутренняя энергия газа при
Т → ∞ ?
б) Какая доля частиц при
Т → ∞ будет находиться в состоянии «2» ?
4.2. Дана система из
N закрепленных частиц, подчиняющихся
статистике Больцмана, каждая из которых имеет
4 невырожденных
квантовых уровня с энергиями
Е
0
, 2Е
0
, 3Е
0
, 4Е
0
. Укажите наиболее
вероятное распределение частиц при
Т = 0 К и Т → ∞. Чему будет
равна энтропия системы
S
Т = 0
и S
Т→∞
?
4.3. Определить число состояний кристалла
NaF весом 0,42 г при 0
К и
его энтропию , если
а) кристалл идеален и не содержит ни химических примесей, ни
физических дефектов;
б) кристалл содержит
1 ион калия, замещающий ион натрия в
кристаллической решетке;
в) кристалл содержит
2 иона калия;
г) кристалл содержит
1 ион калия и 1 ион хлора;
д) степень чистоты
NaF равна 0,99999 (примесь KF);
ж) степень чистоты
NaF равна 0,99999 (примесь LiBr).
4.4. Рассчитать внутреннюю энергию и величину статсуммы для паров
ртути, заполняющих сосуд объемом
1 литр при Р = 10
–3
торр и
Т = 291 К (пары ртути - атомарный газ, АМ
Hg
= 200,59).
4.5. Рассчитать вращательную энергию и статистическую сумму
вращательных состояний ансамбля молекул
HF, заполняющих сосуд
объемом
1 литр при 1000 К и Р = 1 атм (АМ
F
= 19, r
H-F
= 0,091 нм).
4.6. Чему равно отношение величин вращательных энергий и
вращательных статсумм для молекул
F
2
и HF и для мольных количеств
F
2
и HF при 1000 К ? (АМ
F
= 19, r
H-F
= 0,091 нм, r
F–
F
= 0,142 нм).
4.7. Скрытая теплота испарения ацетона при температуре кипения
56,2°С равна 29700 Дж/моль. Определите, во сколько раз выше
термодинамическая вероятность газового состояния по сравнению с
жидким. 
                                ЗАДАЧИ

4.1. Каждая из N частиц идеального газа, заключенного в объем V,
может находиться в состоянии "1" (g1 = 1, E = E1) и в состоянии "2"
(g2 = 3, E = E2).
а) Какова внутренняя энергия газа при Т → ∞ ?
б) Какая доля частиц при Т → ∞ будет находиться в состоянии «2» ?

4.2. Дана система из N закрепленных частиц, подчиняющихся
статистике Больцмана, каждая из которых имеет 4 невырожденных
квантовых уровня с энергиями Е0 , 2Е0, 3Е0 , 4Е0 . Укажите наиболее
вероятное распределение частиц при Т = 0 К и Т → ∞. Чему будет
равна энтропия системы SТ = 0 и SТ→∞?

4.3. Определить число состояний кристалла NaF весом 0,42 г при 0 К и
его энтропию , если
     а) кристалл идеален и не содержит ни химических примесей, ни
     физических дефектов;
     б) кристалл содержит 1 ион калия, замещающий ион натрия в
     кристаллической решетке;
     в) кристалл содержит 2 иона калия;
     г) кристалл содержит 1 ион калия и 1 ион хлора;
     д) степень чистоты NaF равна 0,99999 (примесь KF);
     ж) степень чистоты NaF равна 0,99999 (примесь LiBr).

4.4. Рассчитать внутреннюю энергию и величину статсуммы для паров
                                                        –3
ртути, заполняющих сосуд объемом 1 литр при Р = 10         торр и
Т = 291 К (пары ртути - атомарный газ, АМHg = 200,59).

4.5. Рассчитать вращательную энергию и статистическую сумму
вращательных состояний ансамбля молекул HF, заполняющих сосуд
объемом 1 литр при 1000 К и Р = 1 атм (АМF = 19, rH-F = 0,091 нм).

4.6. Чему равно отношение величин вращательных энергий и
вращательных статсумм для молекул F2 и HF и для мольных количеств
F2 и HF при 1000 К ? (АМF = 19, rH-F = 0,091 нм, rF–
F = 0,142 нм).

4.7. Скрытая теплота испарения ацетона при температуре кипения
56,2°С равна 29700 Дж/моль. Определите, во сколько раз выше
термодинамическая вероятность газового состояния по сравнению с
жидким.

                                71

Страницы