Ένα δείγμα νερού 1mol είναι συμπυκνωμένο ισοθερμικά και αναστρέψιμα σε υγρό σε 100 degreethe τυπική εξάτμιση ενθαλπίας 40.656kj ανά mole Βρείτε θερμότητα εργασίας;
Κατανόηση της διαδικασίας
* Isothermal: Η θερμοκρασία παραμένει σταθερή σε όλη τη διαδικασία (100 ° C).
* αναστρέψιμο: Η διαδικασία συμβαίνει με τρόπο που να μπορεί να αντιστραφεί χωρίς καμία καθαρή αλλαγή στο σύστημα ή στο περιβάλλον. Αυτό σημαίνει ότι το σύστημα είναι πάντα σε ισορροπία με το περιβάλλον του.
Βασικές έννοιες
* Ενθαλπία εξάτμισης (ΔHVAP): Η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται όταν 1 mole ενός υγρού εξατμίζεται στο σημείο βρασμού του. Σε αυτή την περίπτωση, ΔHVAP =40.656 kJ/mol.
* εργασία (w): Για μια αναστρέψιμη διαδικασία, η εργασία που έγινε είναι ίση με το αρνητικό της αλλαγής πίεσης -όγκου:W =-PΔV.
* Πρώτος νόμος της θερμοδυναμικής: Δu =Q + W, όπου το δu είναι η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια, το Q είναι θερμότητα και το W είναι δουλειά.
* Εσωτερική αλλαγή ενέργειας (ΔU): Για μια ισοθερμική διαδικασία, Δu =0 (επειδή η εσωτερική ενέργεια εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία).
Υπολογισμοί
1. Θερμότητα (q): Δεδομένου ότι η συμπύκνωση είναι το αντίστροφο της εξάτμισης, η θερμότητα που απελευθερώνεται είναι ίση με την αρνητική της ενθαλπίας της εξάτμισης:
q =-Δhvap =-40.656 kJ/mol
2. Εργασία (w): Χρησιμοποιώντας τον πρώτο νόμο της θερμοδυναμικής και το γεγονός ότι Δu =0:
0 =Q + W
w =-q =40.656 kJ/mol
Περίληψη
* εργασία (w): 40.656 kJ/mol
* Θερμότητα (q): -40.656 kJ/mol
Σημαντικές σημειώσεις
* Συμβάσεις σημείων: Η εργασία που γίνεται από το σύστημα θεωρείται αρνητική και η εργασία που γίνεται στο σύστημα είναι θετική. Η θερμότητα που απορροφάται από το σύστημα είναι θετική και η θερμότητα που απελευθερώνεται από το σύστημα είναι αρνητική.
* Ιδανική παραδοχή αερίου: Υποθέτουμε ότι ο υδρατμός συμπεριφέρεται ιδανικά, επιτρέποντάς μας να χρησιμοποιήσουμε τη σχέση μεταξύ πίεσης, όγκου και θερμοκρασίας.
Επιτρέψτε μου να ξέρω αν θέλετε να εξερευνήσετε άλλες πτυχές αυτής της διαδικασίας ή να έχετε περαιτέρω ερωτήσεις!
