Вычисление термодинамических функций индивидуального вещества H2 расчет константы равновесия реакции (стр. 1 из 4)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Воронежский государственный технический университет

Физико-технический факультет

Кафедра физики, химии и технологии литейных процессов

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Физическая химия»

Тема: Вычисление термодинамических функций индивидуального вещества H₂, расчет константы равновесия реакции 2MgO_конд+С_граф↔ 2Mg_конд+СО₂.

Построение и анализ диаграммы состояния двухкомпонентной системы La—Sb.

Выполнил студент ЛП – 061 ____X_HACKER

группа подпись инициалы, фамилия

Руководитель А.Н. Корнеева

подпись инициалы, фамилия

Нормоконтроль А.Н. Корнеева

подпись инициалы, фамилия

Защищена________________Оценка______________________

2008 г

Воронежский государственный технический университет
Кафедра физики, химии и технологии литейных процессов

ЗАДАНИЕ

На курсовую работу по дисциплине

«Физическая химия»

Специальность 150104: «Литейное производство черных и цветных металлов»

Тема работы: Вычисление термодинамических функций заданного вещества H

и константы равновесия заданной реакции

2MgO_конд+С_граф↔ 2Mg_конд+СО₂

Построение и анализ диаграммы двойной системы La—Sb.

Содержание расчетно-пояснительной записки:

1 Вычисление термодинамических функций.

1.1 Вычисление термодинамических функций H⁰(T)-H⁰(0), S⁰(T), Ф⁰(Т), G⁰(T)-G⁰(0) для заданного веществаH

в интервале температур 100-500К.

1.2 Описание физических и химических свойств веществаH

, его применение.

1.3 Расчет константы равновесия реакции 2MgO_конд+С_граф↔ 2Mg_конд+СО₂в интервале температур 1400 - 2400К, двумя способами и с помощью применения приведенной энергии Гиббса.

2 Построение и исследование диаграммы состояния двойной системы La—Sb.

2.1 Построение и исследование диаграммы состояния La—Sbпо следующим пунктам:

2.1.1 Построить диаграмму состояния в La—Sbмасс.д. и молек.д., определить тип диаграммы состояния, дать фазовый состав всех ее областей.

2.1.2 Установить формулы химических соединений, если таковые имеются на заданной диаграмме состояния La—Sb.

2.1.3 Указать температуру начала и конца кристаллизации для расплава системы, La—Sbсодержащей 0,6 ат.д. Sb.

2.1.4 Определить природу и состав первых выпавших кристаллов из расплава, содержащего, 0,6 ат.д. Sb, а так же состав последних капель этого расплава.

2.1.5 По правилу рычага для системы La—Sbсодержащей 0,6 ат.д. Sb, при температуре 1200^oC, определить массы равновесных фаз, если было взято 50 г исходного сплава.

2.1.6 Найти число степеней свободы, в точках, соответствующих следующему составу системы и температуре:

Состав 0,4 ат.д. Sb, температура 1690^oC

Состав 0,2 ат.д. Sb, температура 800^oC

Состав 0.8 ат.д. Sb, температура 1400^oC

2.1.7 Нарисовать кривую охлаждения для системы, содержащей, 0,6 ат.д. Sb, и дать полное описание процесса охлаждения.

Руководитель работы:

Корнеева А.Н._________________________

Исполнитель:

Щербаков А.Е.________________________

Дата выдачи задания_____________________

Дата сдачи курсовой работы_____________

Дата защиты __________________________

СОДЕРЖАНИЕ

Задание

Содержание

1. Вычисление термодинамических функций

1.1. Вычисление термодинамических функций H⁰(T) - H⁰(0), S⁰(T), Ф⁰(T),

G⁰(T) - G⁰(0) для заданного вещества Н₂ в интервале температур

100-500К.

1.2. Описание физических, химических свойств вещества H₂ и его

применение.

1.3. Расчет константы равновесия реакции

2MgO_конд+С_граф↔ 2Mg_конд+СО₂ в интервале температур 1400-2400К двумя

способами: с помощью энтропии и приведенной энергии Гиббса.

2. Построение и исследование диаграммы состояния двухкомпонентной

Системы La—Sb.

2.1. Построение и исследование диаграммы состояния La—Sbпо

следующим пунктам:

2.1.1. Построить диаграмму состояния La—Sbв масс. д. и молек. д.,

определить тип диаграммы состояния, дать фазовый состав всех её областей.

2.1.2.Установить формулы химических соединений, если таковые

имеются на заданной диаграмме состояния La—Sb.

2.1.3. Указать температуру начала и конца кристаллизации

для расплава системыLa—Sb, содержащей 0.6 ат. д. Sb.

2.1.4. Определить природу и состав первых выпавших кристаллов из

расплава, содержащего 0.6 ат Sb ат. д., а также состав последних

капель этого расплава.

2.1.5. По правилу рычага для системы La—Sb, содержащей 0.6 ат. д. Sb

при температуре 1200⁰C, определить массы равновесных фаз,

если было взято 50 г исходного сплава.

2.1.6. Нахождение количества степеней свободы в точках,

соответствующих следующему составу системы и температуре:

Состав 0,4 ат.д. Sb, температура 1690^oC

Состав 0,2 ат.д. Sb, температура 800^oC

Состав 0.8 ат.д. Sb, температура 1400^oC

2.1.7. Кривая охлаждения для системы, содержащей 0.6 ат.д Sb, и полное описание процесса охлаждения.

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

Список литературы

1. ВЫЧИСЛЕНИЕ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ.

1.1 Для вычисления термодинамических функций H°(T)-H°(0), S°(T), Ф°(Т), G°(Т)-G°(0) заданного вещества H

, в интервале температур 100-500 К с шагом 25 К используем табличные значения термодинамических функций С_р(Т), S⁰(100) и H⁰(100)-H⁰(0), приведенные в источнике [1]. Расчет термодинамических функций при температурах 100, 200, 300, 400, 500 К производим по формулам из источника [2]:

а) изменение энтальпии

(1)

б) изменение энтропии

(2)

в) изменение энергии Гиббса

(3)

г) изменение приведенной энергии Гиббса:

, (4)

где:

— высокотемпературная составляющая стандартной энтальпии;

— значение стандартной теплоёмкости ;

— стандартная энтропия индивидуального вещества при указанной температуре;

— приведённая энергия Гиббса;

— разность стандартных энергий Гиббса при заданной температуре и при 0 К.

Для обеспечения точности вычисления термодинамических функций индивидуального вещества при указанных температурах с ошибкой не выше ~1%, стоградусный интервал, с которым приведены теплоемкости в источнике [1], разбивается на четыре равные части, и проводятся вычисления термодинамических функций

и c шагом 25К, что достигается с помощью аппроксимации уравнений.

Выполнение расчетов термодинамических функций индивидуального вещества вышеизложенным образом осуществляется с помощью специальной компьютерной программы.

Значение термодинамических функций C⁰(T) и C⁰(T)/T для индивидуального вещества H

приведены в таблице 1.

Таблица 1

значение функций С⁰(Т) и С⁰(Т)/Т для H

.

Т,К	С0(Т), Дж/моль*К	С0(Т)/Т
100	28.1550	0.2816
125	27.3679	0.2281
150	27.0895	0.1880
175	27.1611	0.1585
200	27.4470	0.1372
225	27.8350	0.1220
250	28.2358	0.1111
275	28.5837	0.1028
300	28.8360	0.0961
325	28.9732	0.0901
350	28.9993	0.0842
375	28.9411	0.0782
400	28.8490	0.0721
425	28.7965	0.0664
450	28.8803	0.0617
475	29.2204	0.0599
500	29.9600	0.0591

Примечание: С⁰(Т) – теплоёмкость вещества, рассчитывается при P=const.

Таблица 2.

Значение функций H⁰(T)-H⁰(0),S⁰(T),G⁰(T)-G⁰(0) для H

.

Т,К	Н0(Т)-Н0(0), кДж/моль	S0(T), Дж/моль*К	Ф0(Т), Дж/моль*К	G0(T)-G0(0), кДж/моль
100	2.9990	100.6160	70.6260	-7.06260
200	5.7315	120.1235	91.4662	-18.29323
300	8.5517	131.4133	102.9076	-30.87229
400	11.4462	139.8283	111.2128	-44.48514
500	14.3515	146.1412	117.4382	-58.71912

Примечание: