Question

.+1mol+乙醇在其沸点+351.+5K+时蒸发为气体,求该过程中的+Q,W,ΔU,ΔS,ΔG

Answer 1

问：.+1mol+乙醇在其沸点+351.+5K+时蒸发为气体,求该过程中的+Q,W,ΔU,ΔS,ΔG

答：亲亲~题目中提到了乙醇在沸点时蒸发为气体，因此可以将此过程看作液态乙醇转化为气态乙醇的过程，即为汽化过程。首先，我们需要知道乙醇的汽化热和标准摩尔熵。根据数据手册，乙醇的汽化热为38.56 kJ/mol，标准摩尔熵为111.5 J/(mol·K)。另外，我们需要知道乙醇的沸点为351.5 K。根据热力学第一定律，系统内能变化等于热量和功的代数和，即ΔU = Q - W。由于该过程是等压过程（因为液态乙醇和气态乙醇都在大气压下），因此功为PΔV，即W = PΔV = ΔnRT，其中Δn为物质的摩尔数的变化量，R为气体常数，T为温度。因为该过程中Δn = 1，因此W = ΔnRT = RT。因为该过程是等压过程，因此热量Q等于汽化热Qvap，即Q = Qvap = 38.56 kJ/mol。根据热力学第二定律，ΔS = Q/T。因为该过程是等温过程，因此ΔS = Q/T = 38.56 kJ/mol ÷ 351.5 K = 109.8 J/(mol·K)。根据热力学第三定律，ΔG = ΔH - TΔS。因为该过程是等温等压过程，因此ΔH = Qvap。因此，ΔG = Qvap - TΔS = 38.56 kJ/mol - 351.5 K × 109.8 J/(mol·K) = -11.94 kJ/mol。因此，该过程中的Q = 38.56 kJ/mol，W = RT ≈ 2.48 kJ/mol，ΔU = Q - W ≈ 36.08 kJ/mol，ΔS = 109.8 J/(mol·K)，ΔG = -11.94 kJ/mol。