Μάθημα : Φυσικοχημεία Ι (E 2024-25)

Δώσαμε μια έκφραση για την διαφορά θερμοχωρητικοτήτων υπό σταθερή πίεση και σταθερό όγκο τυχαίου συστήματος (Άσκηση 8), την οποία θα επεκτείνουμε προσεχώς. Είδαμε αναλυτικά υπολογισμούς ενθαλπίας βασισμένους σε θερμοχωρητικότητα και την εξάρτησή της από την θερμοκρασία ή από ενδεχόμενες αλλαγές φάσεων. Καταλήξαμε στις σχέσεις Poisson για τις αδιαβατικές αντιστρεπτές μεταβολές ιδανικών αερίων και είδαμε εφαρμογή της σε κινητήρα Diesel. Στο τέλος κάναμε μια πρώτη εισαγωγή στον 2^ο νόμο της Θερμοδυναμικής και είπαμε τι μας προσφέρει.

Αναπαραγωγή της διαλέξεως.

Βιβλιογραφία
Atkins (11η): 69-71

Άσκηση 9:
n_A mol στερεής ουσίας Α θερμοκρασίας T₁ έρχεται σε θερμική ισορροπία με n_B mol υγρής ουσίας Β θερμοκρασίας T₂>T_fΒ>T_fΑ> T₁, όπου T_f είναι τα σημεία τήξεως των ουσιών Α και Β. Δίνονται οι γραμμομοριακές θερμοχωρητικότητες υπό σταθερή πίεση για τις δύο ουσίες και στην υγρή και την στερεή φάση και οι γραμμομοριακές ενθαλπίες τήξεως των Α και Β. Να βρεθεί η τελική θερμοκρασία του σύνθετου συστήματος. Για να λυθεί η άσκηση χρειάζονται αριθμητικές τιμές. Ας θεωρήσουμε ότι οι ουσίες είναι Α νερό και Β βενζόλιο, 2 mol A και 3 mol Β με αρχικές θερμοκρασίες -5 °C και 10 °C αντίστοιχα. Από την ιστοσελίδα του NIST μπορούμε να βρούμε δεδομένα για τις δύο ουσίες. Για διευκόλυνση προτείνω για το βενζόλιο c_P(s) = 118.4 JK^-1 mol^-1, c_P(l) = 135 JK^-1 mol^-1, T_f = 5.5 °C, Δh_f = 9.87 kJ mol^-1, ενώ για το νερό c_P(s) = 38 JK^-1 mol^-1, c_P(l) = 75 JK^-1 mol^-1, T_f = 0 °C, Δh_f = 6 kJ mol^-1.