4.4.5 Změna U, S, F při izotermní expanzi

Vypočtěte změnu molární vnitřní energie, entropie a Helmholtzovy energie odpovídající izotermní expanzi oxidu uhličitého z objemu 0,5  dm3mol1 na objem 5  dm3mol1 za teploty 340 K. Výpočet proveďte:
a) Za předpokladu, že plyn se řídí van der Waalsovou rovnicí.
b) S využitím Redlichovy-Kwongovy stavové rovnice. V tomto případě využijte tabulky kritických veličin a výpočet proveďte pomocí systému MAPLE.

Výsledek

ΔUm = 657 J mol1,  ΔSm = 19,816  J mol1 K1,    Δ Fm = −6080 J mol1.

Postup

Pro výpočet změny vnitřní energie a entropie použijte vztahy (4.21) a (4.8), do kterých dosadíte z odpovídající stavové rovnice. V případě van der Waalsovy rovnice se získají vztahy

displaymath

Protože se jedná o isotermní děj, změnu Helmholtzovy energie vypočítejte z definiční rovnice

displaymath