При какой температуре будет достигнуто равновесие, если для данной реакции ∆н0=100кдж/моль и ∆s0=40джк-1/моль, и при этом изменение ∆н и ∆s не зависит от температуры?
Маня_2537
Для решения этой задачи, нам понадобится использовать формулу свободной энергии Гиббса (\( \Delta G = \Delta H - T \cdot \Delta S \)), где \( \Delta G \) - изменение свободной энергии Гиббса, \( \Delta H \) - изменение энтальпии, \( T \) - температура в кельвинах, \( \Delta S \) - изменение энтропии.
Задача требует найти температуру, при которой достигается равновесие. В равновесии, изменение свободной энергии Гиббса равно нулю (\( \Delta G = 0 \)). Подставим это условие в формулу свободной энергии Гиббса:
\[ 0 = \Delta H - T \cdot \Delta S \]
Так как задача говорит, что изменение \( \Delta H \) и \( \Delta S \) не зависят от температуры, мы можем вынести их за скобки:
\[ 0 = (\Delta H - \Delta S \cdot T) \]
Теперь решим это уравнение относительно температуры \( T \):
\[ \Delta S \cdot T = \Delta H \]
\[ T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \]
Таким образом, температура, при которой достигается равновесие, равна \( T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \).
В нашем случае, \( \Delta H = 100 \) кДж/моль и \( \Delta S = 40 \) Дж·К\(^{-1}\)/моль. Подставим эти значения в уравнение:
\[ T = \frac{100 \, \text{кДж/моль}}{40 \, \text{Дж·К}^{-1}/\text{моль}} \]
Произведем необходимые преобразования единиц:
\[ T = \frac{100 \, \text{кДж/моль}}{40 \, \text{Дж·К}^{-1}/\text{моль}} \cdot \frac{10^3 \, \text{Дж/кДж}}{10^3 \, \text{кДж/Дж}} \]
\[ T = \frac{100 \times 10^3}{40} \, \text{К} \]
\[ T = 2500 \, \text{К} \]
Таким образом, равновесие будет достигнуто при температуре 2500 К.
Задача требует найти температуру, при которой достигается равновесие. В равновесии, изменение свободной энергии Гиббса равно нулю (\( \Delta G = 0 \)). Подставим это условие в формулу свободной энергии Гиббса:
\[ 0 = \Delta H - T \cdot \Delta S \]
Так как задача говорит, что изменение \( \Delta H \) и \( \Delta S \) не зависят от температуры, мы можем вынести их за скобки:
\[ 0 = (\Delta H - \Delta S \cdot T) \]
Теперь решим это уравнение относительно температуры \( T \):
\[ \Delta S \cdot T = \Delta H \]
\[ T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \]
Таким образом, температура, при которой достигается равновесие, равна \( T = \frac{\Delta H}{\Delta S} \).
В нашем случае, \( \Delta H = 100 \) кДж/моль и \( \Delta S = 40 \) Дж·К\(^{-1}\)/моль. Подставим эти значения в уравнение:
\[ T = \frac{100 \, \text{кДж/моль}}{40 \, \text{Дж·К}^{-1}/\text{моль}} \]
Произведем необходимые преобразования единиц:
\[ T = \frac{100 \, \text{кДж/моль}}{40 \, \text{Дж·К}^{-1}/\text{моль}} \cdot \frac{10^3 \, \text{Дж/кДж}}{10^3 \, \text{кДж/Дж}} \]
\[ T = \frac{100 \times 10^3}{40} \, \text{К} \]
\[ T = 2500 \, \text{К} \]
Таким образом, равновесие будет достигнуто при температуре 2500 К.
Знаешь ответ?