Mathematische Grundlagen

Thermodynamik
1. FS; Bachelor Chemie
im WS 2014 / 15
Prof. Nikolaus P. Ernsting
KW 46; Übungsblatt 4 zum 10. November 2014
Enthalpie h und Entropie s
Bitte studieren Sie sehr intensiv (!) die Abschnitte 2.1.4 Wärmeübergänge, 2.1.5 Enthalpie.
(Einfaches Durchlesen ist nicht genug. Jeder Satz muss verstanden werden!).
1. Aufgabe
Wir betrachten n mol eines idealen mono-atomaren Gases. Formeln für die innere Energie
u(T) und v(T) – der Druck P sei als konstant angenommen - sind Ihnen bekannt.
(a) Geben Sie eine Formel für h(T) an!
(b) Zeigen Sie, daß gilt
Cp=Cv+R
2. Aufgabe
Zwischen 240 K und 330 K wird Cp(l) von CHCl3 (l) durch die Formel
Cp(l)(T) = {91.47+7.5 10-2 (T/K) }
[J/(mol K)] gut beschrieben.
Wir erwärmen nun ein Mol von flüssigem Chloroform von 275 K auf 300 K.
Berechnen Sie ∆h und ∆s !
(2.826 kJ bzw +9.834 J K-1)
3. Aufgabe
Wir stellen uns nun vor:
Die Aufheizung in Aufgabe 2 wurde vorgenommen, indem das Chloroform mit einem sehr
großen Festkörper von 300 K in thermischen Kontakt gebracht wurde. Flüssigkeit und
Festkörper, zusammen, sind von der Umgebung thermisch isoliert. Ferner sei der Festkörper
so groß und/oder seine Wärmekapazität so hoch, dass bei der Wärmeübertragung seine
Temperatur praktisch konstant bleibt.
(a) Wie ändert sich die Entropie des Festkörpers? (∆sF = -9,4195 J K-1)
(b) Prüfen Sie für diesen Erwärmprozess des Chloroforms, dass insgesamt (also für das
geschlossene, thermisch isolierte System aus Festkörper zusammen mit dem Chloroform)
∆s= ∆sblock + ∆schloroform >0 ist!