И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 21
Текст из файла (страница 21)
. ., 3,683 2,976 2,845 1,455 1,340 1,116 1,034 1,031 В/Т......,... 10,598 8,564 8,187 4,187 3,856 3,211 2,975 2 967 Вырождение...... 2 2 2 )- А! — (/о ! ) - 0,000 0,000 0,001 0,128 0,179 0,343 0,438 0,411 Т коа 117 Тогда Уловов вноргвн Чвсно со. сносное. % № о/и 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1О 11 !2 13 14 1О 8 0 7 ! О 6 2 4 5 1 2 3 1 90 252 360 840 1260 1260 3150 3!50 4200 5040 5040 7560 !2 600 0,2 0,6 0,8 1,9 2,8 2,8 7,0 7,0 9,4 ! 1,2 ! 1,2 17,0 28,! 119 118 т о 1 2,001 Дж/(моль К); ~ Аг (/о) Т /нон ("" "=- в'м о ) = — 150,2427 — 73,9199 — 6,4278 — 2,001 = — 232,591 Дж/(моль К); Т ) = — 232,591-1-8,3143= — 224,277 Дж/(моль К) .
Т 22. Определите функцию (0[ее — Нвеа) для метанола. Р е ш е н и е. Воспользуемся табличным значением величины (Н$ее — 03) из справочника [М.): (Нвоее — 00) = 11,435 кДж/моль. Тогда (и;„— и;„) =(и1,— ио) — (и;„— и[) =22,07ы.!о*— — 11,435 1Он= 10,636 10в Дж/моль. 23. Система состоит из десяти частиц, распределенных на четырех энергетических уровнях, имекпцих относительные величины энергии 1, 2, 3 и 4 и общую относительную энергию, равную 20. Определите, какое из различных распределений может быть осуществлено наибольшим числом способов.
Р е ш ен и е. Одно возможное распределение десяти частиц на энергетических уровнях таково, что все десять частиц располагаются на энергетическом уровне 2. В этом случаеобщая энергия системы составит 20. Согласно уравнению и! Ф'= и1! ив! ив!" ™н! получим только один способ, которым это распределение можно осуществить, т.
е. обмен частиц на том же уровне не дает нового состояния системы. Второе распределение может быть получено перемещением одной частицы с уровня 2 на уровень 1 и другой частицы с уровня 2 на уровень 3. Общая энергия равна 20. Расчет по уравнению дает значение Ж', равное 90. Таким образом,это распределение можно осуществить 90 различными способами. Если в первоначальном распределении две частицы перемещаются с уровня 2 на уровень 1, а две другие частицы — с уровня 2 на уровень 3, то общая энергия составит 3).
При этом %' равно!260. При перемещении трех частиц с уровня 2 на уровень 1 и трех частиц с уровня 2 на уровень 3 общая энергия останется равной ж), но Ф' возрастет до 4200. Для этой системы значения Ф'могут быть вычислены для всех распределений, имеющих общую энергию 20.
Результаты приведены в таблице. Распределение настая дла И=10, 2=4 а общей ввергая Е 20 В задаче отмечено 44803 способа осуществления заданных условий. Из них около 28 о/о принадлежит одному конкретному распределению. ЗАДАЧИ 1. Определите поступательную составляющую суммы состояний Р, при 298 К и 1,0133 10ь Па. 2. Определите вращательную составляющую суммы состояний Р, прн 298 К. Необходимые данные возьмите нз справочника [М.), 3. Определите колебательную составляющую суммы состояний при 298 К. Необходимые данные возьмите из справочника [М.!.
4, Определите электронную составляющую суммы состояний Р,. Необходимые данные возьмите из справочника [М.). 5. Определите сумму состояний Р, при 298 К и 1,0133 1Оо Па. Необходимые данные возьмите из справочника [М.). 6. Определите сумму состояний Рн при 298 К и 0,5 10' Па. Необходимые величины возьмите из справочника [М.!. 7. Определите сумму состояний Гн при 1000 К н 1,0133 10ь Па. Необходимые данные возьмите из справочника [М.).
8. Определите сумму состояний Н1 при 100 К и 1,0133.! Оь Па. Необходимые данные возьмите из справочника [М.). 9. Определите поступательную составляющую суммы состояний метана при 1000 К н 1,0133.10ь Па. Необходимые данные возьмите из справочника [М.). 1О. Определите вращательную составляющую суммы состояний метана при 1000 К и 1,0!33. !Оь Па. Необходимые данные возьмите из справочника [М.). 11. Определите колебательную составляющую суммы состояний метана при 1000 К, если вырождения колебаний тв 1, т„ 3 6, =- 2 и 6„= 3.
Необходимые частоты колебаний возьмите из спра- вочника [М.[. !2. Определите электронную составляющую'суммы состояний ме- тана при 1000 К. 13. Определите сумму состоянчй метана при !000 К н 1,0133х х10д Па. Необходимые данные возьмите из справочника [М.!. 14. Определит. сумму состояний СН,Вг при 298 К и 1,0133 10' Па, если межъядерныс расстояния С вЂ” Н 1,09; С вЂ” Вг 1,91 ° 10-' см; углы между направлениями химических связей ( НСИ 1!!', ( ВгСН 107'57'. Число симметрия равно 3.
Частоты колебаний и вырождения (указаны в скобках): 618 (!), 953 (2), 1290 (1), !453 (2), 2965 (!) н 3082 (2). Вырождение нулевого электронного уровня равно единице. 15. Определите поступательную составляющую внутренней энер- гии О, при 1000 К. 16. Опрезелите вращательную составляющую внутренней энергии О, при 1000 К 17.
Определ дте колебательную составляющук внутренней энергии Од при 1000 К. Необходимые данные возьмите нз справочника [М.!. 18. Определите внутреннюю энергию ((/ — У,) и энтальпию (Нд — Нд) О, прн 1000 К и 1,0133 10' Па. Необходимые данные возь- мчте аз справочника [М.[, !9.
Определите внутреннюю энергию и энтальпню О, при 1000 К н 1,0133 10' Па. Рассчита~",и (Нд — Нддд)мдд. Необходимые ~)анные возьмите из спрвочника [М.!. Результаты сопоставьте со справочной величиной [М.!. 20. Определите теплоемкость Сй кислорода при 1,0133 10' Па и н 298 и 1000 К. Необходимые данные возьмите из справочника [М.!. Результаты сопоставьте со справочными даниымн [М.!. 2!. Определите внутреннюю энергию н энтальпию метана при 298 К и 1,0133 1О' Па. Необходимые дай: ые возьмите из справочника [М.[. Г!олучеиные величины сопоставьте со справочными данными [М.!. 22.
Определите внутреннюю энергию и энтальпию СН,Вг при 298 К и 1,0133 1О' Па, Частоты колебаний (см ') и вырождения (ука- заны в скобках): 618 (1), 953 (2), 1290 (!), 1453 (2), 2965 (!), 3082 (2) 23. Определите поступательную составляющую нзохорной теплоем- кости метана при 1000 К. 24. Определите вращательную составляющую теплоемкости метана прн 1000 К. 25. Определите колебательную составляющую теплоемкости мета- на при 1000 К. Значения волновых чисел колебательного движения в молекуле метана возьмите из справочника [М.!.
Вырождения колеба- ний ч, 1;2„3;6, 2;6„3, 26. Определите теплоемкость С) метана при !000, К, если вырож- дения колебаний т, 1; т„З; 6, 2; 6„3. Значения волновых чисел колебаний в молекуле метана возьмите из справочника [М.!. 27. Определите теплоемкость метана Сд при 298 К. Необходимые частоты колебаний возьмите из справочника [М.!. Вырождения коле- !20 баний т, 1; т„З; 6, 2; 6„- 3. Полученную величину соло. ставьте со справочной [М.!. 28". Определите теплоемкость СС[, в состоянии идеального газа в интервале температур от 300 до 1000 К через 100 К. Необходимые данные о частотах колебаний н вырождения возьмите нз справочника [М.!.
По методу наименьших квадратов выведите зависимость теплоемкости СС!, от температуры в виде уравнения Ср =- а -~- ЬТ + сТд. 29. Вычислите теплоемкость Сл водяного пара при 1000 К. Необходимые данные о частотах колебаний возьмите из справочника [М.[. 30. Вычислите теплоемкость С$ диоксида углерода прн !000 К. Необходимые данные о частотах колебаний возьмите из справочидка [М.!. 31, Определите, сколькими способам можно расположить систему из девяти различных частиц в трех сосудах так, чтобы в первом сосуде было две, во втором — три и в третьем — четыре частицы.
32. Вычислите, при какой температуре атомная энтропия аргона при 1,0133 10' Па будет равна 179,9 Дж'(моль К), если электронная составляющая суммы состояний аргоца равна единице. 33. Вычислите, при каком давлении атсмная энтропии атомарного иода при 2000 К равна 208, 718 Дж!(моль К), если статистический вес нулевого электронного уровня равен четырем.
34. Оксид углерода н азот — двухатомные газы с одинаковыми молекулярными массами. При 298 К и 1,0133 10' Па они имеют теплоемкости 29,!5 и 29,10 Дж/(моль К) соответственно. Межъядерные расстояния С вЂ” О и Ы -- Ы!!28 10-" и 1,098 10 "и. Энтропия СО !97,4, а Хд !91,5 Дж((моль К). Объясните столь значительное расхождение значений энтропии. 35. СО, и 5Од — трехатомные газы.
Колебательная составл>пощая теплоемкости СО, при 300 К больще колебательной составляющей теплоемкости 5Од при той же температуре на 1,47 Дж~(моль К). Теплоемкости этих газов С! при 300 К: СОд 37,13, 50д 39, 87 Дж,'(моль. К). Сделайте вывод о структуре молекул этих газов. 36. Вычислите атомную теплоемкость Сю внутреннюю энергию л энтропию криптона при 298 К и 1,0!33 10д Па. Электронная составляющая суммы состояний крнптона равна единице. 37. Рассчитайте вращательную составляющую энтропии кислорода при 500 К, если межьядерное расстояние равно 1,207 10 " м, 38. Составьте колебательную составляющую энтропий СО прч 298, 1000 и 3000 К, если частота колебаний 2,170 ! О' м-'. 39.
Вычислите энтропию ХО при стандартном давлении н 298 К, если межъядерное расстояние 1,15 10 'д м и частота колебаний 1,9165.10' м '. Электронная составляющая суммы с<ютояний равна четырем, 40. Вычислите функцию ~ !!для С!, при 1,0133.!О' Па и гбд — Н[! Т 298 К, если межъядерное расстояние равно 1,988.10 "м, а часто- ея вв й Вещество с й Вещество т, те т, т, твВгтвВг 1 вВг'вр 11С140 1вствО щс!ввс! ввСрер 14Р14Р вНвН 'Н1Н вНаН вНвН 'НвН 'НтвВг Н С! 'Н'вр 1Нтвт1 14141419 втРвтР 1411111! твп ввс! ввКввК вв[Чаввиа 11.! 111 "В'Н "ВвН 1 2 3 5 6 7 8 9 1О Н 12 13 1000 900 600 1000 1000 1000 1200 900 ! 000 900 1200 1000 1200 500 600 400 600 800 600 500 400 600 500 600 500 600 1000 800 1200 1000 1200 800 1000 1000 1000 900 1000 900 500 400 600 500 600 600 500 800 800 700 800 700 300 300 Эю 300 400 300 200 200 30О 30О 400 300 400 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 '1 вв Вещество А Вещество А Вещество А т,к ИИОГОВАРИАИТНЬ1Е ЗАДАЧИ 1О 11 12 13 14 15 16 17 Сйе! сн,с1 СС1 сОв 1ЧЬ в зю 400 300 400 1000 900 700 1000 18 Нво 23 СвН 24 СНС1 25 Снес[ 1000 900 1000 700 ! 200 1000 1200 900 Г23 122 та колебаний 0,5649 1О' м 1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
