Обчислення теплоємності 1 страница

Правило Неймана-Копа:

n n ,

де n та n – кількість атомів даного елемента у сполуці; – теплоємність елемента, Дж/моль·К.

Для сплавів:

,

де – теплоємності простих речовин; – вміст простих речовин у сплаві, мол. частки.

Правило Джонсона-Хуанга:

,

де – атомно-груповий множник теплоємності.

Тверді та рідкі речовини:

,

де – атомна теплоємність; – число атомів у молекулі.

Теплота випаровування неполярної рідини при Т_нтв :

[Дж/(моль·К)],

[Дж/(моль·К)].

Теплота плавлення:

прості речовини: [Дж/(моль·К)],

неорганічні речовини: [Дж/(моль·К)],

органічні речовини: [Дж/(моль·К)].

Тепловий ефект хімічної реакції:

,

.

Рівняння Кірхгофа:

або ,

де Da, Db, Dc, Dc` – зміна коефіцієнтів в рівняннях теплоємностей.

Обчислення зміни ентропії при фізичних процесах:

для n молів речовини:

– нагрівання від Т₁ до Т₂:

;

– фазовий перехід:

;

– ізотермічне розширення:

або ;

одночасна зміна T, P і V ідеального газу:

(P = const),

(V = const);

– при адіабатичному розширенні ідеального газу:

;

– дифузії двох ідеальних газів:

.

Ентропія речовини при температурі Т:

,

де , – ізобарні теплоємності фаз α і b; Т_пер. – температура переходу речовини з α в b фазу; DН_пер. – теплота переходу речовини з α в b фазу; DН_пл, _.DН_вип. – теплоти плавлення та випаровування; Т_пл., Т_вип. – температури плавлення та випаровування; – ізобарні теплоємності рідини та пари.

Зміна ентропії при хімічному процесі:

,

або

.

Зміна внутрішньої енергії при фазових переходах (рідина ↔ газ; тв. тіло ↔ газ):

.

Рівняння Клапейрона-Клаузіуса:

,

для рівноваги: тверде тіло газ або рідина газ:

;

.

Правило фаз Гіббса:

С = К – Ф + n,

де С – варіантність системи; К – число компонентів; Ф – число співіснуючих фаз; n – число незалежних параметрів.

Залежність підвищення температури кипіння () розбавленого розчину від моляльної концентрації m:

– для речовин, які не дисоціюють:

;

– для речовин, які дисоціюють:

,

де T ,T – температура кипіння, відповідно, розчинника та розчину; К_е – ебуліоскопічна стала (молярне підвищення температури кипіння); і – ізотонічний коефіцієнт.

;

де T – нормальна температура кипіння чистого розчинника; – питома теплота випаровування розчинника.

За підвищенням температури кипіння розчину можна визначити молекулярну масу речовини:

,

де M – молекулярна маса розчиненої речовини; m – маса розчиненої речовини; m – маса розчинника.

– для речовин, які не дисоціюють:

;

– для речовин, які дисоціюють:

;

де К – кріоскопічна стала розчинника.

,

де T – температура кристалізації чистого розчинника; – питома теплота кристалізації розчинника.

Рівняння Арреніуса:

.

Залежність константи дисоціації від температури:

,

,

де – теплота дисоціації.

W= - = RT·lnK .

Для сильних електролітів:

Залежність середньої іонної моляльності m_± від моляльності електроліту:

,

де – число катіонів і число аніонів; – загальне число іонів.

Середній іонний коефіцієнт активності γ_±:

.

Середня іонна активність:

,

де – активності іонів.

Іонні моляльності:

.

.

Перше наближення Дебая-Гюккеля:

,

де А – стала, для водних розчинів (Т=298 К), 0,509.

Друге наближення Дебая-Гюккеля:

.

Рівняння Кольрауша:

,

.

Числа переносу t₊ або t_-:

Рівняння Нернста:

,

де а_окисл. і а_відн. – активності окисненої та відновленої форм:

– для електрода 1-го роду: ,

– для електрода 2-го роду (наприклад Ag|AgCl, KCl):

,

– окисно-відновного електрода (наприклад, Pt / Fe²⁺; Fe³⁺):

.

1. Термодинамічні властивості простих речовин, сполук та іонів у водних розчинах

Теплоємність для робочого інтервалу температур виражається рівняннями: С_Р=а+bТ+с'/Т² або С_Р=а+bТ+сТ²

Дата добавления: 2015-10-24