Примеры решения задач
Решая задачу, следует записать кроме полного условия и краткое, где четко обозначить, к какому компоненту относится данная величина, к какому состоянию, в каких единицах выражена величина, при необходимости перевести в систему СИ. При использовании справочных данных внимательно смотреть на название столбца или строки таблицы. Например, название столбца «b•10 3 », а число в этом столбце равно 3,45, то есть b•10 3 = 3,45, отсюда b = 3,45•10 -3 .
Задача 1
Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы 2 кг воды, взятых при 25 °С, испарить при Р = 1 атм?
DН исп (Н20) = 40,59 кДж/моль = 40,59 . 10 3 Дж/моль
Процесс состоит из двух стадий:
1 — нагревание воды от 298 К до температуры кипения при 1 атм, т.е. до 373 К;
2 — испарение воды при 373 К и 1 атм.
Поскольку теплота испарения и теплоемкость в справочнике -молярные, следует рассчитать количество взятой воды в молях:
Q = n 
Из справочника находим коэффициенты интерполяционного уравнения
CP = a + вT + cT 2 и подставляем в уравнение для Q
| a | b•10 3 | c•10 6 | |
Н2О  | 39,2 | 76,64 | 11,96 |
а = 39,2 b = 76,63•10 -3 с = 11,96•10 -6
Задача 2
При 298 К 100 г кислорода сжимается адиабатически от 8,2 л до 5,1 л. Определить конечную температуру, работу сжатия, изменение энтальпии.
V1 = 8,2 л = 8,2 . 10 -3 м 3
V2 = 5,l л = 5,1 . 10 -3 м 3
Из таблицы выбираем уравнение для расчета работы для адиабатического процесса, исходя из данных в условии задачи. Подходящим уравнением будет следующее:
Конечную температуру находим, используя уравнение состояния
Изменение энтальпии не зависит от изменения давления или объема, а определяется лишь изменением температуры.
Примем Ср = const = 
R = 3,5·8,31 =29,1 Дж/моль
Задача 3
Вычислить тепловой эффект реакции
при 700 К : а) при постоянном давлении; б) при постоянном объеме/
Решение
Тепловой эффект реакции находим, используя уравнение Кирхгофа. Будем решать двумя способами:
1. Без учета зависимости теплоемкости от температуры, т. е. DСР = const = DC 0 p 298
ΔН298 найдем из теплот образования, взятых в справочнике.
DН298 =S ni D 
— S niD 
= 
= -985,12 + 226,75 – (-59,83) – 2(-285,83) = 126,9 кДж = 126·10 3 Дж
DН700= 126,9·10 3 – 81,9(700 — 298) = 93,1·10 3 Дж
Теплота при постоянном давлении и при постоянном объеме связаны соотношением:
DU = DН — Wрасш. = DН — Dn RT
Dn рассчитываем из реакции, учитывая только газообразные вещества,
DU = 93,1·10 3 – 8,31·700 = 87,2·10 3 Дж
2.С учетом зависимости теплоемкости от температуры.
Составим таблицу по справочным данным для конечных веществ и для начальных с учетом стехиометрических коэффициентов.
| Вещество |  Дж/моль | Коэффициенты уравнения Ср =f (T) | ||||
| а | b•10 3 | с l •10 -5 | c•10 6 | |||
| Конечные вещества | Cа(ОН)2 | — 985,12 | 105,19 | 12,01 | -19,00 | — |
| С2Н2 | +226,75 | 26,4 | 66,65 | — | — 26,48 | |
| Исходные вещества | СаС2 | — 59,83 | 68,62 | 11,88 | — 8,66 | — |
| 2·Н2О | -2·285,83 | 2·39,02 | 2·76,64 | — | 2·11,96 | |
| ΔНреак.=126,88 кДж = 126,9·10 3 Дж | Δа = -15,03 | Δb = — 6,5•10 -3 | Δс I = -10,34•10 5 | Δс = 50,4•10 -6 |
Полученные величины подставляем в уравнение 1.7.