题目
已知(H2O, g) =-241.82kJ·mol-1, =4.5R,参与反应的物质均为理想气体:该反应系统始态的温度为298.15K,压力为100kPa。试分别计算在下列条件下进行单位反应时,反应系统末态的温度及过程的W,ΔU,ΔH各为若干?(1)绝热、恒压反应;(2)绝热、恒容反应。
已知
(H2O, g) =-241.82kJ·mol-1,
=4.5R,参与反应的物质均为理想气体:
该反应系统始态的温度为298.15K,压力为100kPa。试分别计算在下列条件下进行单位反应时,反应系统末态的温度及过程的W,ΔU,ΔH各为若干?
(1)绝热、恒压反应;
(2)绝热、恒容反应。
题目解答
答案
解:(1)设计过程如下:
因是绝热恒压过程,所以
解得 T=5586.5K
(2)设计过程为
因是绝热恒容过程所以
即
解得 T=6728.6K
解析
步骤 1：绝热恒压反应
在绝热恒压条件下，反应的焓变等于零，即$\Delta H = 0$。根据反应的焓变公式，可以计算出反应末态的温度。
步骤 2：绝热恒容反应
在绝热恒容条件下，反应的内能变化等于零，即$\Delta U = 0$。根据反应的内能变化公式，可以计算出反应末态的温度。
步骤 3：计算W, ΔU, ΔH
根据反应的焓变和内能变化，可以计算出反应的功W，内能变化ΔU和焓变ΔH。
在绝热恒压条件下，反应的焓变等于零，即$\Delta H = 0$。根据反应的焓变公式，可以计算出反应末态的温度。
步骤 2：绝热恒容反应
在绝热恒容条件下，反应的内能变化等于零，即$\Delta U = 0$。根据反应的内能变化公式，可以计算出反应末态的温度。
步骤 3：计算W, ΔU, ΔH
根据反应的焓变和内能变化，可以计算出反应的功W，内能变化ΔU和焓变ΔH。