作者jg065 (相信"相信的力量")
看板Chemistry
標題Re: [學科] 熱力學問題
時間Sun Apr 15 17:43:10 2012
※ 引述《Deconation (豬豬)》之銘言：
: 題目是
: A 1.00-mol sample of an idea gas in a vessel with a movable piston
: initially occupies a volume of 5.00L at an external pressure of 5.00 atm
: a. if Pex is suddenly lowered to 2.00 atm and the gas is allowed to
: expand isothermally caculate : △E △H △S △G w and q
這是等溫不可逆膨脹
(1)
因為理想氣體的內能(U或是E)及焓(H)只和溫度有關
所以等溫△E = △H =0
(2)
w = -Pex △V = -Pex (V2 - V1)
因為P跟V是狀態函數，所以可以用P1V1=P2V2求
5 * 5 = 2 * V2 => V2 = 12.5 L
所以w = - 2 * (12.5 - 5) = -15 atm-L (系統對外作功，內能下降)
再利用 △E = q + w = 0
得到 q = -w = 15 atm-L (系統吸熱，內能上升，最後內能變化為0)
所以我之前說雖然等溫，還是有熱量變化
只是這個變化拿來作功了
而系統的壓力是由5變成2，並非定壓
所以△H並不等於q
(3)
△Ssys = qrev/T
也就是說系統的熵一定要用可逆過程的熱量變化來做
所以利用定溫，理想氣體的△E = q + w = 0
得到qrev = -w = -(-∫Pex dV) = ∫Pin dV
= nRT * ln(V2/V1)
△Ssys = nR ln(V2/V1) = 1 * 0.082 ln(12.5/5)
= 0.075 atm-L/K
(4)
先由 P1V1 = nRT 求T = 304 K
△G = △H - T△S
= 0 - 304 * 0.075 = -22.8 atm-L < 0 可自發
: b. show by the second law that this process will occur spontaneously
: 我再次回頭看了詳解 發現它代 q值進去的地方是在△S(univ)=△S(sys) + △S(surr)
: 這其中有什麼關聯嗎@@?
因為q(surr) = -q(sys) 是路徑函數
△S(surr) = q(surr)/T = -q(sys)/T = -0.049 atm-L/K
△S(univ) = △S(sys) + △S(surr)
= 0.075 + (-0.049)
= 0.026 > 0 所以是自發反應
有錯請指正.......^^
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◆ From: 1.160.234.70
※ 編輯: jg065 來自: 1.160.234.70 (04/15 18:04)
1F：→ airers:這樣算應該沒錯 能量單位用J好像會比較好一點XD 04/15 18:07
2F：→ jg065:1 atm-L = 101.3 J ^^ 04/15 18:12
3F：推 Deconation:請問j大 q(surr)=-q(sys) 這邊是從何得知的呢? 04/15 18:27
4F：→ jg065:系統吸熱 = 環境放熱，所以同值異號 04/15 18:52
5F：推 Deconation:原來如此!!! 謝謝j大耐心的講解^0^! 04/15 20:28
6F：→ jg065:我順便複習 最近一直在拼高中教材 大學的東西有點忘了...= = 04/15 20:39