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两道有关固液体系 相变，要设计过程求G,H,S状态函数变化的题目
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Hg在正常熔点234.28K时的ΔfusHm标准=2.367kj/mol，假设液体Hg和冷液体Hg的Cp，m（l）均为28.28j/k/mol，并可认为它是常数；又已知Sm标准（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K.将1mol，223.15K，p标准的过冷液体Hg，经绝热等压过程变为234.28K的液体与固体Hg的平衡体系，请求算： （1）写出上述过程的相态变化，并计算1molHg体系由始态到终态的焓变。 （2）计算终态体系中固体Hg的物质的量 （3）变化过程的熵变 （4）变化过程的Gibbs自由能变化ΔG （5）上述过程是否为不可逆过程？请指明所用的判据。 解： （1）首先设计过程：Hg（223.15K，p标准）【1】=234.28K，p标准【2】=Hg（s）+Hg（l）【3】； 由于是绝热等压过程，Qp=ΔH； 且ΔH1+ΔH2=ΔH=0; （2）【3】xHg（s)+(1-x)Hg(l) 所以1mol *Cp，m（l）*（234.28-223.15）+（-ΔfusHm*x）=0； 解出x即可。 （3）【1】到【2】过程是系统升温，认为是等压可逆变温，ΔS=n（Cp，m）lnT2/T1= 1.376 J.K-1 【2】到【3】过程，认为是可逆相变，直接用-ΔfusHm/T= -1.344 J. K-1 ΔS总=1.376-1.344=0.32 ΔG=ΔH-TΔS，近似认为ΔS为0，那ΔG也为0； 该过程用熵判据，而不用G判据，因为G判据要求等温等压Wf=0； 认为可逆。 我做完感觉不对，主要是感觉熵变计算有问题。另外题中给出的条件Sm标准（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K未用到，应该过程想的错了，哪位能给改正一下。  第二题：绝热等压条件下，将一小块冰投入到263K，100g过冷水中，最终形成273K的冰水体系，以100g水为体系，求在此过程中的Q,Hg在正常熔点234.28K时的ΔfusHm标准=2.367kj/mol，假设液体Hg和冷液体Hg的Cp，m（l）均为28.28j/k/mol，并可认为它是常数；又已知Sm标准（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K.将1mol，223.15K，p标准的过冷液体Hg，经绝热等压过程变为234.28K的液体与固体Hg的平衡体系，请求算： （1）写出上述过程的相态变化，并计算1molHg体系由始态到终态的焓变。 （2）计算终态体系中固体Hg的物质的量 （3）变化过程的熵变 （4）变化过程的Gibbs自由能变化ΔG （5）上述过程是否为不可逆过程？请指明所用的判据。 解： （1）首先设计过程：Hg（223.15K，p标准）【1】=234.28K，p标准【2】=Hg（s）+Hg（l）【3】； 由于是绝热等压过程，Qp=ΔH； 且ΔH1+ΔH2=ΔH=0; （2）【3】xHg（s)+(1-x)Hg(l) 所以1mol *Cp，m（l）*（234.28-223.15）+（-ΔfusHm*x）=0； 解出x即可。 （3）【1】到【2】过程是系统升温，认为是等压可逆变温，ΔS=n（Cp，m）lnT2/T1= 1.376 J.K-1 【2】到【3】过程，认为是可逆相变，直接用-ΔfusHm/T= -1.344 J. K-1 ΔS总=1.376-1.344=0.32 ΔG=ΔH-TΔS，近似认为ΔS为0，那ΔG也为0； 该过程用熵判据，而不用G判据，因为G判据要求等温等压Wf=0； 认为可逆。 我做完感觉不对，主要是感觉熵变计算有问题。另外题中给出的条件Sm标准（Hg，l，223.15K)=69.210J/mol/K未用到，应该过程想的错了，哪位能给改正一下。 第二题 绝热等压条件下，将一小块冰投入到263K，100g过冷水中，最终形成273K冰水体系，以100g水为体系，求在此过程中的Q，焓变，熵变。通过计算说明上述过程是否为可逆过程？已知：273K时，ΔfusHm（冰）=6.0kj/mol，Cp，m（H2O,l）=75.3J.K-1.mol; Cp,m(H2O,S)=37.2J.K-1.mol。 解：设计过程【1】水263K→→【2】273k水→→【3】237K冰→【4】263K冰； 【1】，Qp=△H；Qp=nCp，m（水，l）（T2-T1)=4183 J.mol-1 熵变=nCp，m lnT2/T1=15.61 【2】熵变=-△H/T=-21.98 【3】熵变=nCp，m（s）lnT2/T1=-7.71 △S总=15.61+-21.98+-7.71=-14.08为负值？！ 这是哪里错了啊？ 这题主要就是熵变这个搞不清那得的问题，难道过程设计错了？求指点 [ Last edited by flyingtech on 2011-11-12 at 16:40 ] |
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 物理化学真题 |
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2楼2011-11-12 17:53:12
★ ★ ★ ★
flyingtech(金币+1):谢谢参与
flyingtech(金币+6): 2011-11-12 20:32:48
zeng1986kai(金币+3, ICEPI+1): 谢谢应助！ 2011-11-12 20:35:55
flyingtech(金币+1):谢谢参与
flyingtech(金币+6): 2011-11-12 20:32:48
zeng1986kai(金币+3, ICEPI+1): 谢谢应助！ 2011-11-12 20:35:55
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做做第二题吧，有点麻烦，另外冰和263K的水不可能升温到273K的冰水混合物，题都出错了，不过也可以做。 263k 100g H2o(l)----100gH2o(l),273K----xgH2o(s)+(100-x)g H2o(l)273k Qp=△H=0 △H=△H1+△H2=nCp,m(T2-T1)-x△fusHm=0可得x=2.259g 即nH2O(S)=0.126mol 则△S=△S1+△S2+△S3=nCp,m(l)lnT2/T1-nH2O(S)△Hfus/T2+nCp,m(s)lnT2/T1=14.09J.K-1 [ Last edited by LIUXUSONG on 2011-11-12 at 19:33 ] |
3楼2011-11-12 19:31:49
4楼2011-11-12 19:40:28
5楼2011-11-12 20:36:58
6楼2011-11-12 20:42:45
7楼2011-11-12 20:44:45
8楼2011-11-12 20:53:25
我说呢，他是学这个的 9楼2011-11-12 22:45:37
10楼2011-11-13 06:30:25
11楼2011-11-13 06:36:44
12楼2011-11-13 10:17:21
13楼2011-11-13 10:25:52
14楼2011-11-13 10:33:18
15楼2011-11-13 10:52:21
16楼2011-11-13 11:28:08
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zhonggao18(金币+3): 感谢回帖 2011-11-13 14:55:40
zhonggao18(金币+3): 感谢回帖 2011-11-13 14:55:40
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第一题照比第二题可就相对容易多了。物理过程你已经设计出来了。 熵变分为两部分，△S1=n(l)Cp,mlnT2/T1 △S2=-x△fusHm/T2 △S系=△S1+△S2 △S环=0 △S隔=△S体系+△S环>0 所以为不可逆过程 此题不涉及Hg(s)变温过程，因为Hg(l)只有到234.28K时才形成固体，这时的状态还是可逆状态。 第二题，则不同。因为在263K已经就结冰了，冰到273K肯定要设计固体变温。 明白了吗 [ Last edited by LIUXUSONG on 2011-11-13 at 12:11 ] |
17楼2011-11-13 11:51:19
18楼2011-11-13 12:55:22
这样的题目可以考虑找些相关的复习资料！ 19楼2012-01-31 16:42:22
20楼2013-11-05 21:50:07
21楼2013-11-05 21:51:46
22楼2013-11-05 21:53:09
23楼2013-11-07 09:10:34
24楼2013-12-28 16:54:39
