Các hệ quả của định luật Hess Nhiệt phản ứng nghịch bằng nhưng trái dấu với nhiệt phản ứng thuận.. GiảiHiệu ứng nhiệt của phản ứng ở 558K là:0 298 Trong quá trình thuận nghịch, biến thiê
Trang 1Chương 1 NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HỌC 1.1.1 Nhiệt và công
Nhiệt và công là hai hình thức truyền năng lượng của hệ Công
ký hiệu là A và nhiệt ký hiệu là Q.
VV
PdV Q
VV
Trang 21.1.3.3 Quá trình đẳng áp của khí lý tưởng
Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT
Ta có: Ap = PV = nRΔT
ΔUp = Qp – nRΔT
1.1.3.4 Quá trình dãn nở đẳng nhiệt của khí lý tưởng
Biến thiên nội năng khi dãn nở đẳng nhiệt (T = const) khí lý tưởng là bằng khôngnên:
2
1 1
2 T
T
P
P nRTln V
V nRTln A
Trong đó:
P1: áp suất ở trạng thái đầu
P2: áp suất ở trạng thái cuối
1.1.3.5 Nhiệt chuyển pha
1.2.1 Nội dung định luật
Trong quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích, nhiệt phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạngthái đầu và trạng thái cuối mà không phụ thuộc vào các trạng thái trung gian
2
Trang 3Biểu thức của định luật Hess:
1.2.2 Các hệ quả của định luật Hess
Nhiệt phản ứng nghịch bằng nhưng trái dấu với nhiệt phản ứng thuận
Nhiệt phản ứng bằng tổng nhiệt cháy của các chất tham gia phản ứng trừ đi tổngnhiệt cháy của các chất tạo thành
ΔH phản ứng = ∑ΔHΔHch
tc - ∑ΔH ΔHch
Ghi chú: Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (H0
298, tt), nhiệt đốt cháy tiêu chuẩn (H0
298,đc)được cho sẵn trong sổ tay hóa lý
1.3 Nhiệt dung
1.3.1 Định nghĩa
Nhiệt dung đẳng áp:
P P
p
T
H dP
Trang 4Nhiệt dung đẳng tích:
V V
v
T
U dT
T
T
CdT m
2 1
TT
CdT n Q
1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nhiệt dung
Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của nhiệt dung được biểu diễn bằng các công thức thựcnghiệm dưới dạng các hàm số:
ΔUC T
ΔUHNếu lấy tích phân từ T1 đến T2 ta được:
2 1 1 2
TTpT
ΔUH
4
Trang 51.4 Bài tập mẫu
Ví dụ 1: Tính biến thiên nội năng khi làm bay hơi 10g nước ở 200C Chấp nhận hơi nướcnhư khí lý tưởng và bỏ qua thể tích nước lỏng Nhiệt hóa hơi của nước ở 200C bằng2451,824 J/g
GiảiNhiệt lượng cần cung cấp để làm hóa hơi 10g nước là:
Trang 6nhiệt tạo thành tiêu chuẩn ở 298K của CO và CH3OH(k) bằng -110,5 và -201,2 kJ/mol.Nhiệt dung mol đẳng áp của các chất là một hàm của nhiệt độ:
H0298 = - 201,2 - (-110,5) = - 90,7 (KJ)
Biến thiên nhiệt dung:
Cp = Cp(CH3OH) – Cp(CO) – 2Cp(H2)
= - 67,69 + 94,58 10-3T (J/K)Nhiệt phản ứng ở 500K là :
0 298
Ví dụ 4: Cho 100g khí CO2 (được xem như là khí lý tưởng) ở 00C và 1,013.105 Pa Xác định
Q, A, ΔU và ΔH trong các quá trình sau Biết Cp = 37,1 J/mol.K
V nRTln A
1
2 T
6
Trang 77061
273 0,082 44
100
0,2.10 1
273.ln 8,314
1000,2.10
10,082
2730,08244
1000,2.10
2
T
P T
Ví dụ 5: Một khí lý tưởng nào đó có nhiệt dung mol đẳng tích ở mọi nhiệt độ có Cv = 2,5R (R
là hằng số khí) Tính Q, A, U và H khi một mol khí này thực hiện các quá trình sau đây:
a Dãn nở thuận nghịch đẳng áp ở áp suất 1atm từ 20dm3 đến 40dm3
7
Trang 8b Biến đổi thuận nghịch đẳng tích từ trạng thái (1atm; 40dm) đến (0,5atm; 40dm).
c Nén thuận nghịch đẳng nhiệt từ 0,5 atm đến 1 atm ở 250C
T
pp
T
vv
Trang 9c. Nén đẳng nhiệt (T = const) U = 0
1717 1
5 , 0 ln 298 314 , 8 1 P
P nRTln A
Q
2
1 T
H0298(4) = 4(-393,5) + 6(-285) - (-3119,6) = 164,4 (KJ)
Ví dụ 7 Tính Q, A, U của quá trình nén đẳng nhiệt, thuận nghịch 3 mol khí He từ 1atmđến 5 atm ở 4000K
GiảiNhiệt và công của quá trình:
16057(J) 5
1 400ln 8,314
3 P
P nRTln A
Q
2
1 T
U = 0
Ví dụ 8 Cho phản ứng: 1/2N2 + 1/2O2 = NO Ở 250C, 1atm có H0
298 = 90,37 kJ Xácđịnh nhiệt phản ứng ở 558K, biết nhiệt dung mol đẳng áp của 1 mol N2, O2 và NO lần lượt
là 29,12; 29,36 và 29,86 J.mol-1.K-1
9
Trang 10GiảiHiệu ứng nhiệt của phản ứng ở 558K là:
0 298
Trong quá trình thuận nghịch, biến thiên entropy khi chuyển hệ từ trạng thái 1 sangtrạng thái 2 được xác định bằng phương trình:
Entropy được đo bằng đơn vị cal.mol-1.K-1 hay J.mol-1.K-1
2.1.2 Biểu thức toán của nguyên lý II
T
δQQ
dS
Dấu “=” khi quá trình là thuận nghịch
Dấu “>” khi quá trình là bất thuận nghịch
2.1.3 Tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập
Trong hệ cô lập (đoạn nhiệt)
Nếu dS > 0 : Quá trình tự xảy ra
Nếu dS = 0 hay d2S < 0: Quá trình đạt cân bằng
2.1.4 Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch
2.1.4.1 Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích
10
Trang 11dT C ΔUS
T
dT C ΔUS
λ
hh
hh hhT
λ ΔUS
Đối với khí lý tưởng:
1
2 T
V
V nRTln
Q
Ta được:
2
1 1
2 T
P
P nRln V
V nRln T
1
T
nc R
p chph
chph T
0
R p
λ T
dT C T
λ T
dT C ΔUS
T
hh hh
kphh
hhT
T
l
dT C T
λ T
dT C
T
λ T
dT C
Trong đó:
1
R p
C : nhiệt dung ở trạng thái rắn 1
2
R p
C : nhiệt dung ở trạng thái rắn 2
Biến thiên entropy tiêu chuẩn của các phản ứng được xác định bằng phương trình:
11
Trang 12F = U - TS
G = H - TS
Và G = Gcuối - Gđầu
F = Fcuối - Fđầu
Thế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của các chất (G0
298) có thể tra trong sổ tay hóalý
2.2.1. Xét chiều trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp
Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp
Nếu dG < 0 : Quá trình tự xảy ra
Nếu dG = 0 hay d2G > 0 : Quá trình đạt cân bằng
2.2.2. Xét chiều trong hệ đẳng nhiệt, đẳng tích
Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng tích
Nếu dF < 0 : Quá trình tự xảy ra
Nếu dF = 0 hay d2F > 0 : Quá trình đạt cân bằng
2.3 Bài tập mẫu
Ví dụ 1 Tính biến thiên entropy khi đun nóng thuận nghịch 16 kg O2 từ 273K đến 373Ktrong các điều kiện sau:
12
Trang 13373 1,987.ln 2
5 32
16.10 T
dT C n
ΔUS
3 T
373 1,987.ln 2
3 32
16.10 T
dT C n
ΔUS
3 T
Ví dụ 2 Xác định nhiệt độ lúc cân bằng nhiệt và biến thiên entropy khi trộn 1g nước đá ở
00C với 10g nước ở 1000C Cho biết nhiệt nóng chảy của đá bằng 334,4 J/g và nhiệt dungriêng của nước bằng 4,18 J/g.K
GiảiGọi T (K) là nhiệt độ của hệ sau khi trộn Giả sử hệ là cô lập
Ta có phương trình:
Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng thu vào
- Qtỏa = Qthu hay Q3 = Q1 + Q2
1g H2O (l)T(K)
10g H2O (l)373K
Biến thiên entropy của hệ:
S = S1 + S2 + S3
13
Trang 14Với: 1,225(J/K)
273
334,4 T
λ ΔUS
nc
nc
1,117(J/K) T
dT 4,18 1.
dT 4,18 10.
Ví dụ 3 Tính biến thiên entropy của quá trình nén đẳng nhiệt, thuận nghịch
a 1 mol oxy từ P1 = 0,001atm đến P2 = 0,01atm
b 1 mol mêtan từ P1 = 0,1 atm đến P2 = 1 atm
Trong hai trường hợp trên khí được xem là lý tưởng
Giải
P
P nRln
Ví dụ 4 Xác định biến thiên entropy của quá trình chuyển 2g nước lỏng ở 00C thành hơi ở
1200C dưới áp suất 1 atm Biết nhiệt hóa hơi của nước ở 1000C là 2,255 (kJ/g), nhiệt dungmol của hơi nước Cp,h = 30,13 + 11,3.10-3T (J/mol.K) và nhiệt dung của nước lỏng là Cp,l =
75, 30 J/mol K
Giải2g H2O (l)
2 ΔUS
373
273
14
Trang 1512,09(J/K) 373
2255 2
ΔUS2
T
dT T 11,3.10 30,13
18
2 ΔUS
393
373
3 -
S = 14,9 (J/K)
Ví dụ 5 Một bình kín hai ngăn, ngăn thứ nhất có thể tích 0,1 m3 chứa oxi, ngăn thứ hai cóthể tích 0,4 m3 chứa Nitơ Hai ngăn đều ở cùng một điều kiện nhiệt độ là 170C và áp suất1,013.105 N/m2 Tính biến thiên entropy khi cho hai khí khuếch tán vào nhau
GiảiKhi hai khí khuếch tán vào nhau, thể tích của hỗn hợp V2 = 0,5 m3
Biến thiên entropy của hệ:
S =S1 + S2
Với S1: biến thiên entropy của khí Oxy khi khuếch tán
S2: biến thiên entropy của khí Nitơ khi khuếch tán
K) 13,32(cal/
V
V nR.ln ΔUS
1
2
) 7,46(cal/K V
V nR.ln
Trang 16hh 373
298 2 1
) 46272,69(J 40629,6
298) 75,24(373
Công của quá trình
J 3101,1 373
8,314 1
nRT V P 0 A
298 p 2
1
T
λ T
dT C ΔS
Trang 173.1. Hằng số cân bằng
3.1.1. Các loại hằng số cân bằng
Phản ứng: aA(k) + bB(k) cC(k) + dD(k)
17
Trang 18Hằng số cân bằng tính theo áp suất :
aA
dD
cCC
.C C
.C C
aA
dD
cCx
.x x
.x x
aA
dD
cCn
.n n
.n n
P K P K RT
K
aA
dD
cCp
.P P
.P P
Nếu P > KP: phản ứng xảy ra theo chiều nghịch
18
Trang 19Nếu P < KP: phản ứng xảy ra theo chiều thuận
Nếu P = KP: phản ứng đạt cân bằng
Chú ý:
ΔUn i n
ΔUn x ΔUn C
P
n
P π
.P π (RT)
Nếu các phản ứng xảy ra trong các hệ dị thể mà các chất trong pha rắn hoặc phalỏng không tạo thành dung dịch thì biểu thức định nghĩa hằng số cân bằng không có mặtcác chất rắn và chất lỏng
Ví dụ: Fe2O3(r) + 3CO(k) = 2Fe(r) + 3CO2(k)
Hằng số cân bằng:
3 CO
3 CO P
no: lượng chất ban đầu
3.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến hằng số cân bằng
19
Trang 20Từ phương trình đẳng áp Van’t Hoff
2
PRT
ΔH dT
dlnK
Trong khoảng nhiệt độ nhỏ từ T1 đến T2, xem H không đổi.Lấy tích phân 2 vế, ta được:
p
Tp
T
1 T
1 R
ΔH K
K ln
1 2
Nếu phản ứng thu nhiệt, H > 0 0
Tại nhiệt độ không đổi ta có: K K PΔUn const
Trang 21Gọi x là số mol của H2O tham gia phản ứng.
18
1000 x 28 250
x n
n
.n n K
K
2
O H CO
H CO n P
2
2 2
Giải phương trình ta được: x = 8,55 (mol)
Vậy khối lượng H2 sinh ra: m = 17,1 (g)
Ví dụ 2 Ở 2000C hằng số cân bằng Kp của phản ứng dehydro hóa rượu Isopropylic trongpha khí:
CH3CHOHCH3(k) H3CCOCH3(k) + H2
bằng 6,92.104 Pa Tính độ phân ly của rượu ở 2000C và dưới áp suất 9,7.104Pa (Khi tínhchấp nhận hỗn hợp khí tuân theo định luật khí lý tưởng)
Giải Gọi a là số mol ban đầu của CH3CHOHCH3
x là số mol CH3CHOHCH3 phân ly, ta có:
Trang 22P x a
x.x Σnn
P K K
Δn
cb i n
0 , 692
x a
0,97.x
2 2
n
n K
2I
H
2HIn
2 2
Trang 23 3 y 8 y 50,49
4y K
a. Tính độ phân ly của PCl5 ở 1atm và 8 atm
b. Ở áp suất nào, độ phân ly là 10%
c. Phải thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1mol PCl5 để độ phân ly của PCl5 ở 8 atm là 10%
Giải
a Tính độ phân ly của PCl5
Gọi a là số mol PCl5 ban đầu
àđ đhân ly của PClân ly của PClnycủa PClđ PC 5,tcủa PCló::
PCl5(k) PCl3(k) + Cl2(k)
α a n
P K K
2 2 Δn
i n P
Với n = 1, ni = a(1+)
3
1 α 1
1 α
Với P = 1 atm α 0,5
23
Trang 24.P 0,1
c Lượng Cl2 cần thêm vào
Gọi b là số mol Cl2 cần thêm vào:
P K K
8 0,9
0,1 b 0,1.
Tổng số mol lúc cân bằng: ni 1,48 x; n = -1
Theo đề bài ta có: 2x = 0,402 x = 0,201 (mol)
24
Trang 25P K
2 2
P 4x
1 x 0,48
2x 2x K
0,402 K
1 4
GiảiGọi x là số mol H2O tham gia phản ứng:
4 O H
4 H
1,255 1,315
1,255 P
P K
Trang 264H
x 3
x P
P K
0,082
2 2,863 RT
P.V n nRT
Khối lượng khí H2 sinh ra: mH2 2 0,148 0,296(g)
Ví dụ 7 Áp suất tổng cộng do phản ứng nhiệt phân
0,45 P
Trang 27x x
Vì nhiệt độ không đổi nên hằng số cân bằng cũng không đổi:
0,6 x 0 , 2025 x.
.P P K
3
2 SOSO
P
Ví dụ 8 Tính HSCB KP ở 250C của phản ứng
CO + 2H2 = CH3OH(k)biết rằng năng lượng tự do chuẩn Go đối với phản ứng
CO + 2H2 = CH3OH(l)bằng -29,1 KJ/mol và áp suất hơi của metanol ở 250C bằng 16200 Pa
2
.P P
1
P(2)OHCH2
HCO
OHCH
.P P
0 (2) P(2)
126168 298
8,314
29,1.10 exp
Trang 2818P(1)
CuSO4.3H2O(r) = CuSO4(r) + 3H2O(h)
biết hằng số cân bằng KP ở 250C là 10-6atm3.Tính lượng hơi nước tối thiểu phải thêm vàobình 2 lít ở 25oC để chuyển hoàn toàn 0,01 mol CuSO4 thành CuSO4.3H2O
GiảiGọi x là mol H2O thêm vào:
28
Trang 29CuSO4.3H2O(r) CuSO4(r) + 3H2O(h)
Δn
i n p
10
1 V
RT 0,03 x
1 n
P K
thì cứ 500 ml hổn hợp cân bằng sẽ còn lại 200ml không bị hấp thu
2
x
2 x
(a – x)
2
x
2 x
29
Trang 30Tổng số mol lúc cân bằng: ni a
Ta có:
CFi
CF
V
V n
n
4 4
500
200 a
a 2 x
n
.n n K
CF CO n P
2
4 2
01000)
p(T
)p(T
T
1 T
1 R
ΔUH K
1 1274
4,04 1,987ln
T
1 T 1 K
K Rln ΔUH
12
)p(T
)p(T0
1000
1 2
1273 1,987
ΔUG ΔUH
ΔUS
0 1000
0 1000 0
Ở 1000K: gọi xCO và xCO2là phân mol của các khí ở cân bằng:
Ta có, hằng số cân bằng: K Ρ Kx.ΡΔUn với n = 2 – 1 =1
30
Trang 31Suy ra:
2
CO
2COΡ
x 1
x K
Vậy x2 KΡ.xCO KΡ 0
Ρ,
ΤΡ,
Τ
1 Τ
1 R
ΔΗ K
K ln
1 2
1 1,987
41130 1,85
Giải phương trình ta được: xCO = 0,98 xCO2= 0,02
Ví dụ 13 Cho các dữ kiện sau:
Trang 3267,72.10 RT
ΔUG lnK
3 0
) 298 (
21 , 12 63670 )
21 , 12 ( 63670
1 R
ΔUΗ Κ
1 400
1 8,314
63670 K
Trang 33a Hãy xác định G298 và Kp298 của phản ứng trên.
b Ở 250C khi trộn 0,55 mol khí CH4 với 0,1 mol khí H2 trong bình chứa Ckc rắn (dư),
thì phản ứng xảy ra theo chiều nào nếu áp suất tổng cộng giữ không đổi ở 1 atm?
Giải thích
c Khí H2 được nén vào bình có chứa Ckc rắn dư ở điều kiện áp suất 1 atm và nhiệt độ
298K Hãy xác định áp suất riêng phần của CH4 khi cân bằng ở nhiệt độ áp suất
1 0,1
0,55 n
P π
1 2
Δn
i n
P
Ta có P 4 P 2 1 31,169P22 PH2 1 0
H H
0 298
0
Vậy ΔH0T 11,05T 4253,1 (cal)
15303,1 4253,1
1000 11,05
= - 15,3031 (Kcal)
Chương 4
33
Trang 34CÂN BẰNG PHA 4.1 Một số khái niệm cơ bản
Pha: là tập hợp những phần đồng thể của một hệ, có cùng thành phần hóa học vàtính chất lý hóa ở mọi điểm Số pha ký hiệu là f
Số cấu tử: là số tối thiểu hợp phần đủ để tạo ra hệ Ký hiệu là k
Độ tự do của một hệ là thông số nhiệt động độc lập đủ để xác định hệ ở cân bằng
Ký hiệu là c
4.2 Qui tắc pha Gibbs
Bậc tự do của hệ:
c = k - f + nTrong đó:
k: số cấu tử
f: số pha
n: số thông số bên ngoài tác động lên hệ
4.3 Giản đồ pha và các qui tắc cân bằng pha
4.3.1 Biểu diễn thành phần của hệ 2 cấu tử
Thành phần của các cấu tử trên giản đồ pha thường dùng là phần mol xi hay phầntrăm khối lượng yi Trong hệ hai cấu tử, dùng một đoạn thẳng được chia thành 100% nhưsau:
34
Trang 35Khi điểm biểu diễn của hệ càng gần cấu tử nào thì hàm lượng của cấu tử đó cànglớn.
4.3.2 Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử
Thành phần của hệ 3 cấu tử thường được biểu diễn bằng một tam giác đều nhưsau:
80
80
80
60 60
60
40 20 20
Hình 4.2 Giản đồ pha hệ ba cấu tử
Ba đỉnh của tam giác là ba điểm hệ của các cấu tử nguyên chất A, B và C
Ba cạnh của tam giác biểu diễn ba hệ hai cấu tử tương ứng là AB, AC và BC.Mỗi điểm trong tam giác biểu diễn hệ 3 cấu tử
Cách biểu diễn điểm P(40%A, 40%B, 20%C) trên giản đồ tam giác đều ABC.Trên cạnh AC, ta vẽ đường thẳng đi qua điểm 40% và song song với cạnh BC.Trên cạnh AB, ta vẽ đường thẳng đi qua điểm 40% và song song với cạnh AC.Trên cạnh BC, ta vẽ đường thẳng đi qua điểm 20% và song song với cạnh AB
Ta thấy 3 đường thẳng trên cắt nhau tại P Vậy P là điểm biểu diễn của hệ có thànhphần (40%A, 40%B, 20%C)
4.4 Các qui tắc của giản đồ pha
4.4.1 Qui tắc liên tục
35
Trang 36t (phút)
T0C
Chuyển pha
Hình 4.3 Giản đồ nhiệt độ - thời gian của chất nguyên chất
Các đường hoặc các mặt trên giản đồ pha biểu diễn sự phụ thuộc giữa các thông
số nhiệt động của hệ sẽ liên tục nếu trong hệ không xảy ra sự biến đổi chất, sự thay đổi sốpha hoặc dạng các pha
Như vậy ta có thể suy ra, nếu trong hệ có sự thay đổi về pha hay sự thay đổi về dạng pha thì trên các đường hay các mặt sẽ xuất hiện các điểm gãy, làm cho đồ thị không còn liên tục
4.4.2 Qui tắc đường thẳng liên hợp
Trong điều kiện đẳng nhiệt và đẳng áp nếu hệ phân chia thành hai hệ con (hayđược sinh ra từ hai hệ con) thì điểm biểu diễn của ba hệ này phải nằm trên cùng mộtđường thẳng, đường thẳng này gọi là đường thẳng liên hợp
H
Hình 4.4 Minh họa quy tắc đường thẳng liên hiệp
Ví dụ: hệ H = hệ M + hệ N Thì điểm biểu diễn các hệ H, M và N nằm thẳng hàng
4.4.3 Qui tắc đòn bẩy
Nếu có ba điểm hệ liên hợp M, H và N thì lượng tương đối của chúng được tínhtheo qui tắc đòn bẩy như sau:
36
Trang 37M
Trong đó: gM: Khối lượng của hệ M
gN: Khối lượng của hệ N
4.4.4 Qui tắc khối tâm
Nếu một hệ gồm n hệ con thì điểm biểu diễn của nó phải nằm ở khối tâm vật lý của
đa giác có đỉnh là các điểm biểu diễn của n hệ con
Ví dụ: Hệ H gồm ba hệ con là H1, H2 và H3 với khối lượng tương ứng là:
Hình 4.6 Minh họa quy tắc khối tâmNhư vậy, H phải nằm ở khối tâm vật lý của tam giác H1H2H3 Đầu tiên ta xác địnhđiểm biểu diễn của hệ K, thỏa mãn điều kiện:
Hệ K = hệ H1 + hệ H2
và
K H
K H g
g
1
22
1
Tiếp theo ta xác định điểm H thỏa mãn điều kiện sau:
37
Trang 38Hệ H = hệ K + hệ H3
và
KH
HH g
g g g
3
213
4.5 Ảnh hưởng của áp suất đến nhiệt độ chuyển pha
Phương trình Clausius – Claypeyron I:
λ
V T.
dP
Trong đó:
T: nhiệt độ chuyển pha (K)
: nhiệt chuyển pha (cal/mol hoặc J/mol)
dP
4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến áp suất hơi bão hòa
Phương trình Clausius – Claypeyron II
2RT
λ dT
dlnP
Lấy tích phân 2 vế, ta được:
2
T
1 T
1 R
λ P
P lnTrong đó:
Trang 394.7 Bài tập mẫu
Ví dụ 1 Ở 00C nhiệt nóng chảy của nước đá là 1434,6 cal/mol Thể tích riêng của nước đá
và nước lỏng lần lượt là 1,098 và 1,001 ml/g Xác định hệ số ảnh hưởng của áp suất đếnnhiệt độ nóng chảy của nước đá và tính nhiệt độ nóng chảy của nước ở 4 atm
Giải
Áp dụng phương trình:
λ
V T.
1434,6
1,746 273
2
T
1 T
1 R
λ P
P ln
1 T
1 1,987
9685,8 1
2 ln
Từ đó tính được: T = 394K = 1210C
Ví dụ 3 Tính nhiệt nóng chảy của 1 mol diphenylamin nếu 1kg diphenylamin nóng chảy làmtăng thể tích lên 9,58.10-5m3 cho biết dT/dP = 2,67.10-7 K.m2/N Nhiệt độ nóng chảy củadiphenylamin là 540C, khối lượng mol của chất này là 169
39
Trang 40Áp dụng công thức:
λ
V T.
519,83.10 2,67.10
9,58.10 1000
169 54
273 dP
lgP(mmHg)
Xác định nhiệt độ sôi và nhiệt hóa hơi của nó ở điều kiện thường
GiảiNhiệt độ sôi của axit HCN ở áp suất 760 mmHg:
Ta có:
T
1237 7,04
lg(760)
T = 297,4K
Vậy nhiệt độ sôi của axit HCN là 24,40C
Lấy đạo hàm hai vế phương trình theo T, ta được:
2T
1237 dT