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3.30. 容积为20 dm的密闭容器中共有2 mol H2O成气液平衡。已知80 ?C,100 ?C下水的饱和蒸气压分别为蒸发焓热容分别为
及
,25 ?C水的摩尔
;水和水蒸气在25 ~ 100 ?C间的平均定压摩尔
和
。今将系统从80 ?C的平衡态恒容加热到100?C。求过程的。
解:先估算100 ?C时,系统中是否存在液态水。设终态只存在水蒸气,其物
质量为n, 则
显然,只有一部分水蒸发,末态仍为气液平衡。因此有以下过程:
设立如下途径
第一步和第四步为可逆相变,第二步为液态水的恒温变压,第三步为液态水的恒压变温。先求80 ?C和100 ?C时水的摩尔蒸发热
3.31. O2(g)的摩尔定压热容与温度的函数关系为
已知25 ?C下O2(g)的标准摩尔熵
。求O2(g)
在 100 ?C,50 kPa下的摩尔规定熵值。
解:由公式知
3.32. 若参加化学反应的各物质的摩尔定压热容可表示为
试推导化学反应与温度T的函数
的标准摩尔反应熵
关系式,并说明积分常数如何确定。
解:对于标准摩尔反应熵,有
式中
3.33. 已知25 ?C时液态水的标准摩尔生成吉布斯函
,水在25 ?C时的饱和蒸气压。求25 ?C时水
蒸气的标准摩尔生成吉布斯函数。 解:恒温下
对凝聚相恒温过程
,因此
3.34. 100 ?C的恒温槽中有一带有活塞的导热圆筒,筒中为2 mol N2(g)及装与小玻璃瓶中的3 mol H2O(l)。环境的压力即系统的压力维持120 kPa不变。今将小玻璃瓶打碎,液态水蒸发至平衡态。求过程的
。
已知:水在100 ?C时的饱和蒸气压为,在此条件下水
的摩尔蒸发焓。
解:将气相看作理想气体。系统终态H2O(g)的摩尔分数为3/5 = 0.6,因此 H2O(g)的分压为
3.35. 已知100 ?C水的饱和蒸气压为101.325 kPa,此条件下水的摩尔蒸发焓
。在臵于100 ?C恒温槽中的容积为100 dm3的密闭容器