BỒI DƯỠNG ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSG QUỐC GIA MÔN HÓA HỌC NĂM 2020 2021

Các đề thiHSG quốc giaViệt Nam động học – Entropy – Sự biếnthiên entropy của một số quá trình chuyển pha, giãn nở đẳng nhiệt khí lý tưởng,biến thiên theo nhiệt độ động học – Entropy tuyệ

BỒI DƯỠNG ĐỘI TUYỂN DỰ THI HSGQG NĂM HỌC 2020 - 2021

MÔN: HÓA HỌC

I Tên chuyên đề: Nhiệt động và nhiệt động hóa học; Số tiết: 8 tiết

II Mục tiêu cần đạt:

Vận dụng nguyên lý 1,2 và 3 để giải thích, chứng minh, dự đoán các hiện tượng hóa học

và giải quyết các bài tập về nhiệt động và nhiệt động hóa học

III Nội dung

1 Kế hoạch bồi dưỡng

Tài liệu TK

động học Nhiệt phản ứngđẳng áp (enthalpy), nhiệtphản ứng đẳng tích và mối liên

hệ giữa hai đại lượng này Sựphụ thuộc của nhiệt phảnứng vào nhiệt độ (định luậtKirchhoff) Định luật Hess vàcác hệ quả

Vận dụngnguyên lý1,2 và 3,Thế đẳngnhiệt – đẳng

áp để giảithích,chứngminh, giảicác bài tậpliên quan:

1 Tính cácthông sốnhiệt phảnứng, nhiệthình thành,nhiệt đốtcháy…

2 Chu trìnhcanot

3 Động cơ

4 Nhiênliệu

5 Nănglượng xanh

- Ôn tập,củng cố cáckiến thức vềnhiệt động vànhiệt đọnghóa học

- Hướng dẫngiải các bàitập

PhysicalChemistry(Eleventhedition),OxfordUniversityPress, 2018

2 Các đề thiOlympic quốctế

3 Các bài tậpchuẩn bị cho

kỳ thi Olympicquốc tế

4 Các đề thiHSG quốc giaViệt Nam

động học – Entropy – Sự biếnthiên entropy của một

số quá trình (chuyển pha, giãn

nở đẳng nhiệt khí lý tưởng,biến thiên theo nhiệt độ)

động học – Entropy tuyệt đối –

Sự biến thiên entropyphản ứng hóa học và ảnhhưởng của nhiệt độ

liên hệ với phản ứng hóa học

và các đại lượng

∆H, ∆S của phản ứng, sự phụthuộc ∆G của phản ứng vàonhiệt độ và áp suất

2 Hệ thống bài tập

2.1 Hệ thống bài tập giảng dạy

Bài 1

Robert Curl, Richard Smalley và Harold Kroto đã được trao giải Nobel hóa học năm

hình mới của cacbon Phân tử C60 có 90 liên kết, trong đó 60 liên kết đơn và 30 liên kết đôi.

thành C60 từ năng lượng liên kết

lượng cộng hưởng trên mỗi nguyên tử cacbon của benzen (tổng năng lượng cộng hưởng củabenzen xấp xỉ 150 kJ.mol-1)? Giải thích tại sao các giá trị này khác nhau?

Biết: Entanpy đốt cháy và entanpy thăng hoa của C60 lần lượt là -25937kJ.mol-1 và233kJ.mol-1 , entanpy tạo thành của CO2 là -393.51 kJ.mol-1,entanpy nguyên tử hóa C(graphic) là

717 kJ.mol-1, năng lượng liên kết C-C và C=C lần lượt là 348 kJ.mol-1 và 612 kJ.mol-1

Bài 2

Nhiên liệu từ dầu mỏ tạo ra một lượng lớn khí ô nhiễm, góp phần vào biến đổi khí hậu,

và đang trở nên khan hiếm Do đó, các nhiên liệu thay thế đang được tìm kiếm Ba hợp chất có

thể được sử dụng làm nhiên liệu sinh học là methane (CH4), được sản xuất từ phân hủy kỵ khí

1 Vẽ cấu trúc Lewis của mỗi hợp chất

2 Tính entanpy quá trình cháy của mỗi nhiên liệu từ năng lượng liên kết, giả sử rằngchúng cháy tạo ra CO2 (khí) và H2O (khí) Nhận xét ?

3 Tính entanpy riêng (entanpy đốt cháy ứng với 1 gam chất) của các nhiên liệu methane

và ethanol với octane Trên cơ sở thông tin này, bạn sẽ chọn nhiên liệu nào?

4 Tính thể tích khí methane ở 10.00 atm và 298 K cần đốt để tạo ra cùng một lượng nhiệt

Biết: Entanpy đốt cháy của methane, ethanol và octane là – 890 kJ.mol-1, -1368 kJ.mol-1,

và - 5471 kJ.mol-1, nhiệt hóa hơi của ethanol 43.5 kJ.mol-1, năng lượng liên kết C-H, O=O, C-O,C=O và O-H lần lượt là 412 kJ.mol-1, 496 kJ.mol-1, 360 kJ.mol-1, 743 kJ.mol-1 và 463 kJ.mol-1

Bài 3

Trong tương lai, loài người rất có thể sẽ tiêu thụ hết tất cả các nguồn tài nguyên cần thiếtcho cuộc sống trên trái đất và sẽ phải chuyển đến một hành tinh giống trái đất Giả sử rằng bạn

đã bắt đầu sống trên một hành tinh mới với điều kiện áp suất tiêu chuẩn là 2 bar, nồng độ tiêu

này, nhiệm vụ của bạn xác định điều kiện cân bằng cho phản ứng sau đây:

XY4(g)  X(s) + 2Y2(g)

rS0 = 80 j.K-1.mol-1 ở 298K

1 Tính entanpy của phản ứng bằng các sử dụng các dữ kiện sau

2 Tính rG0 và K0 của phản ứng ở 298K.

3 Giả sử rằng rH0 không phụ thuộc vào nhiệt độ Hãy tính Kcủa phản ứng ở 500C

5 Hơn nữa, trong tương lai trái đất sẽ có khí hậu rất bất ổn Nhiệt độ bề mặt có thể tănghoặc giảm đột ngột Giả sử rằng bạn du hành xuyên thời gian đến kỷ nguyên mà khí hậu của tráiđất cực kỳ không ổn định Nhiệm vụ của bạn trong thời đại này là quan sát nhiệt động lực học sựchuyển pha của nước Nước được xem là chất quý giá nhất là nơi khởi nguồn của mọi sự sống

-200C và áp suất 1 bar, sau đó biến thành nước đá (băng) ở cùng nhiệt độ (lưu ý rằng nhiệt độ của

Tính entropy của hệ, môi trường và vũ trụ của quá trình biết đổi nước lỏng siêu lạnhthành nước đá (băng) ở −200C Biết: nhiệt nóng chảy của nước đá (băng) - mH0 ở 00C và 1 bar

là 6020 J.mol−1 Cp,m (H2O(s)) = 37.7 j.mol-1.K-1; Cp,m (H2O(l)) = 75.3 j.mol-1.K-1

Bài 4

Xác định entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành benzen lỏng

1 VIết phương trình phản ứng hình thành benzene lỏng từ các nguyên tố cấu thành hợp chất benzen ở trạng thái tiêu chuẩn

2 Tính entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành benzen lỏng ∆fH0 (C6H6 (l)) bằng cách sử dụng entanpy liên kết, entanpy phân ly và entanpy thăng hoa của benzen

3 Tính entanpy tiêu chuẩn của sự hình thành benzen lỏng ∆fH0 (C6H6 (l)) bằng cách sử dụng định luật Hess

4 Giải thích sự khác nhau của giá trị ∆fH0 (C6H6 (l)) thu được từ 2 cách tính trên

Nghiên cứu phản ứng hydro hóa của benzen lỏng Các bước khác nhau của quá trình hydro hóa benzen thành xiclohexan được đưa ra trong sơ đồ 1:

5 Tính entanpy của phản ứng hydro hoá hoàn toàn benzen lỏng thành cyclohexan lỏng

6 Hoàn thành sơ đồ này bằng cách tính entanpy tiêu chuẩn của quá trình hydro hóabenzen thành cyclohexa-1,3-diene

7 Giải thích sự khác nhau giữa giá trị entanpy tiêu chuẩn của quá trình hydro hóa benzenthành cyclohexa-1,3-diene với các quá trình hydro hóa khác trong sơ đồ 1

8 Chỉ sử dụng các giá trị cho trong sơ đồ 1, hãy tính năng lượng cộng hưởng củacyclohexa-1,3-diene và năng lượng cộng hưởng của benzene

Bài 5

Hydro xyanua (HCN) là một chất lỏng không màu, có mùi đặc trưng giống như mùi hạnhnhân Nó có thể được tạo ra khi cung cấp đủ năng lượng cho hệ chứa hydro, nitơ và carbon.Ngày nay, xét về tầm quan trọng trong lợi ích kinh tế, hai quá trình sản xuất HCN từhydrocacbon và amoniac được tổng hợp như sau:

Cả hai quá trình đều diễn ra ở nhiệt độ trên 10000C và áp suất gần với điều kiện tiêu chuẩn với sự

có mặt chất xúc tác Pt

Degussa (quy trình BMA) và quy trình Andrussow bằng cách sử dụng dữ liệu entanpy tạo thành

ΔfHm của các chất cho trong bảng dưới đây:

2 Quy trình nào (Degussa BMA hoặc Andrussow) yêu cầu sử dụng thiết bị gia nhiệt đểgiữ hệ phản ứng xảy ra ở 1500 K? Tại sao?

3 Tính hằng số cân bằng K của phản ứng xảy ra theo quy trình Degussa (quy trình BMA)

độ từ 1500 K đến 1600 K Kết quả có phù hợp với nguyên lý của Le Chatelier không?

4 Theo nguyên lý Le Chatelier, hãy dự đoán hằng số cân bằng K của phản ứng theo quytrình Andrussow khi nhiệt độ thay đổi từ 1500 K đến 1600 K

Bài 6

Động cơ tên lửa sử dụng nhiên liệu từ hợp chất nitơ sẽ cung cấp năng lượng cho tàu vũtrụ để vận chuyển các tàu thăm dò không gian tới quỹ đạo của Trái đất hoặc để rời khỏi trườnghấp dẫn của trái đất Methylhydrazine và 1,1-dimethylhydrazine (còn được gọi làdimethylhydrazine không đối xứng) thường được sử dụng kết hợp với nitơ đioxit (hoặc axitnitric đậm đặc) để làm nhiên liệu cho động cơ tên lửa Mặc dù tương các dẫn xuất hydrazine cóđộc tính tương đối cao, nhưng những hợp chất này có một số đặc điểm khiến chúng phù hợp nhất

để cung cấp năng lượng cho động cơ tên lửa trong không gian vũ trụ Thứ nhất, tất cả các dẫnxuất hydrazine tạo thành nhiên liệu hypergolic (tự bốc cháy) với nitơ dioxit, giúp động cơ có thểhoạt động mà không cần bất kỳ hệ thống đánh lửa bổ sung nào Thứ 2, nhiệt độ nóng chảy củametylhydrazin và 1,1-đimetylhydrazin thấp, do đó những hợp chất này vẫn ở tồn tại dạng lỏngngay cả ở điều kiện khắc nghiệt

Phần I

Để khảo sát tính chất nhiệt hóa của các dẫn xuất hydrazin, các thí nghiệm nhiệt lượngđược thực hiện như sau: Các mẫu gồm hydrazine lỏng, metylhydrazine và 1,1-dimethylhydrazine, mỗi mẫu nặng 1 gam, được đốt cháy trong nhiệt lượng kế bom đoạn nhiệt ởthể tích không đổi với tỷ lệ oxy tương ứng Nhiệt độ trong ban đầu nhiệt lượng kế là 298,15 K,

và nó đã tăng 8,25 K, 12,55 K và 14,76 K trong thời gian thí nghiệm với các hợp chất riêng lẻtương ứng hydrazine lỏng, metylhydrazine và 1,1-dimethylhydrazine Bằng cách hiệu chuẩn,nhiệt dung của nhiệt lượng kế được xác định là 2,04 kJ.K− 1

1 Giả sử rằng cả ba dẫn xuất hydrazin đều phản ứng với oxy tạo ra nitơ phân tử, hơinước và carbon dioxide ở 298,15 K và 101325 Pa, tính entanpy của quá trình cháy đối với cácchất phản ứng ở các điều kiện đã cho Coi tất cả khí tham gia phản ứng như khí lý tưởng và bỏqua sự khác biệt giữa entanpy và nội năng của tất cả các pha ngưng tụ

2 Tính entanpy cho phản ứng cháy của ba loại nhiên liệu đã cho với dinitrogen tetroxide

ở 298,15 K và 101325 Pa Biết rằng sản phẩm tạo ra hơi nước, entanpy tiêu chuẩn của sự hìnhthành nước ở thể khí (−241,83 kJ.mol− 1), cacbon đioxit (−393,52 kJ.mol− 1) và dinitrogentetroxide (9,08 kJ.mol− 1) coi tất cả các loại hydrazine phản ứng là chất lỏng, Dinitrogen tetroxidetham gia phản ứng ở thể khí

Phần II

Các thí nghiệm đo nhiệt lượng mở rộng đã được thực hiện cho các pha ở nhiệt độ thấpcủa tất cả các hợp chất có trong hệ ở nhiệt độ khác nhau (từ vùng lân cận không độ tuyệt đối đếnnhiệt độ môi trường) Từ các phép đo này, giá trị entropy tiêu chuẩn của các chất (ở 298,15 K và

101325 Pa) được đánh giá theo định luật thứ ba nhiệt động lực học:

3 Tính năng lượng Gibbs tiêu chuẩn và hằng số cân bằng cho ba phản ứng đốt cháy vớidinitrogen tetroxide, và dự đoán định tính mức độ phản ứng xảy ra ở 101325 Pa và 298,15 K.Giả sử rằng các phản ứng bắt đầu từ các chất phản ứng theo hệ số tỷ lượng tương ứng, và nướcđược tạo thành ở trạng thái lỏng ở điều kiện tiêu chuẩn Sử dụng các giá trị entropy tiêu chuẩn đã

4 Sự gia tăng áp suất hoặc nhiệt độ có dẫn đến tăng hay giảm mức độ phản ứng?

5 Trong giá trị gần đúng đoạn nhiệt, hãy tính nhiệt độ ngọn lửa khi hỗn hợp ba nhiên liệu

vào buồng đốt ở trạng thái lỏng ở 298,15 K Giả sử rằng phản ứng cháy xảy ra ở 298,15 K và sau

đó tất cả nhiệt lượng do phản ứng tỏa ra (entanpy) bị tiêu hao để làm nóng các sản phẩm chất khí(bao gồm cả hơi nước) đến nhiệt độ thu được của ngọn lửa Biết nhiệt dung đẳng áp của các hợpchất như sau:

6 So sánh nhiệt độ ngọn lửa thu được của hỗn hợp nhiên liệu ở trên (câu 5) với giá trị nhiệt thu được của ngọn lửa từ phản ứng đốt cháy 1,1-dimetylhydrazin lỏng tinh khiết trong khí oxy

7 Nhiệt độ tới hạn của oxy là 154,6 K và nhiệt độ nóng chảy của 1,1-đimetylhydrazin là216,0 K Có khoảng nhiệt độ nào mà trong đó nhiên liệu này được thiết lập để thay thế nhiên liệulỏng động cơ tên lửa không?

8 Giải thích vì sao hiệu suất nhiệt động lực học của động cơ tên lửa đặc biệt cao khi sosánh với động cơ nhiệt khác (ví dụ: động cơ hơi nước hoặc động cơ Diesel)

Bài 7

Dinitrogen tetroxide tạo thành một cân bằng với nitơ đioxit

Cho 1,00 mol N2O4 vào một bình rỗng có thể tích cố định là 24,44 dm3 Áp suất khí cânbằng ở 298 K là 1,190 bar Khi đun nóng 348 K thì áp suất khí tăng đến giá trị cân bằng là 1,886bar

trong hệ thống phát điện tiên tiến Một sơ đồ đơn giản hóa cho một hệ thống như vậy là đượchiển thị bên dưới trong Hình (a) Ban đầu, N2O4 "nguồn lạnh" được nén (1 → 2) trong một máy

giãn nở (3 → 4) thông qua tuabin (Y), dẫn đến giảm nhiệt độ và áp suất Sau đó, hỗn hợp đượclàm lạnh thêm (4 → 1) trong bộ phận tản nhiệt (Z), để thúc đẩy sự chuyển hóa quá trình hìnhthành lại N2O4 Quá trình này làm giảm áp suất, do đó tạo điều kiện thuận lợi cho nén N2O4 đểbắt đầu một chu trình mới Tất cả các quá trình này được giả định là thuận nghịch

sẽ tập trung vào quá trình 3 → 4 và coi một tuabin khí lý tưởng làm việc với 1 mol không khí(giả sử là một chất khí trơ, không phân ly) Trong quá trình giản nở đoạn nhiệt thuận nghịc trongtuabin, không có sự trao đổi nhiệt

2 Đưa ra phương trình để tính công của hệ w(không khí) thực hiện giãn nở đoạn nhiệt thuận

theo mol đẳng tích của không khí) là không đổi, và nhiệt độ thay đổi từ T3 đến T4

3 Ước lượng tỷ số w(N2O4)/w(không khí), trong đó w(N2O4) là công do 1 mol khí N2O4 thực hiện

ở trạng thái 3 là T3 = 440 K và p3 = 12,156 bar và giả sử rằng:

(i) khí có thành phần cân bằng ở trạng thái 3;

(ii) Cv,m đối với chất khí giống như đối với không khí;

(iii) sự giãn nở đoạn nhiệt trong tuabin diễn ra theo cách mà thành phần của hỗn hợp khí(N2O4 + NO2) không đổi cho đến khi quá trình giản nở là hoàn thành

3

Bài 8

Khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) đang được sản xuất trên thế giới với số lượng ngày càngtăng Nó có mật độ năng lượng cao so với khí nén tự nhiên, do đó khí thiên nhiên hóa lỏng thuậnlợi cho việc vận chuyển trên quãng đường dài, đặc biệt là đường biển Các thành phần chính củaLNG (> 95%) là metan Sự phụ thuộc của điểm sôi của metan về áp suất được mô tả bằngphương trình thực nghiệm:

1 Nhiệt độ sôi của metan ở áp suất khí quyển là bao nhiêu?

không đổi Ban đầu bồn chứa đầy 16800 tấn chất lỏng metan, nhưng trong thời gian đi thuyền,

nó bay hơi một phần Khí bay hơi có thể là được sử dụng làm nhiên liệu trong động cơ của tàubiển

2 So sánh mật độ năng lượng trên một đơn vị thể tích của metan lỏng lớn hơn bao nhiêulần so với metan khí trong bồn chứa dưới áp suất 300 bar, nhiệt độ 298 K (Hệ số nén của metan

ở các điều kiện này là gần bằng 1, và do đó định luật khí lý tưởng có thể được áp dụng)

Dựa vào dữ liệu thực nghiệm, biểu đồ pha của metan đã cho ở trên được vẽ trong tọa độlogarit của áp suất tính bằng bar (log p) và nội năng (U) [Setzmann và Wagner, 1991] Khu vựcđược bao quanh bởi các chấm đen (điểm dữ liệu) tương ứng với sự tồn tại cân bằng của metanlỏng và khí, vùng bên ngoài nó metan tồn tại hoàn toàn thể lỏng hoặc thể khí Sử dụng sơ đồ, trảlời câu hỏi sau:

3 Tính Entanpy hóa hơi của metan trong điều kiện vận chuyển?

4 Bao nhiêu phần trăm khí metan sẽ bay hơi sau 15 ngày đi thuyền, cho rằng tổng nhiệtlượng rò rỉ qua bồn đông lạnh là 50 kW?

5 Để lưu trữ lâu dài LNG, đề nghị không xả bay hơi metan nhưng bồn vẫn kín Một thửnghiệm thí điểm đã được tiến hành với cùng bồn chứa ban đầu chứa một phần ba khối lượng

lên 16,4 bar Tính phần trăm khí metan đã bay hơi bên trong bồn? Giả sử rằng nhiệt rò rỉ giốngnhư trong câu hỏi 4

6 Tính nhiệt độ lớn nhất của khí metan hóa lỏng trong bồn chứa?

Bài 9

Quang hợp được cho là một cách hiệu quả để chuyển đổi năng lượng ánh sáng Hãy xem xét phương trình hóa học tổng quát của quá trình quang hợp do cây xanh thực hiện dưới dạng:

trong đó CH2O biểu thị cacbohydrat được tạo thành Glucose không phải là sản phẩm hữu cơ

được trình bày dưới đây, trả lời các câu hỏi sau:

1 Tính entanpy tiêu chuẩn và năng lượng Gibbs tiêu chuẩn của phản ứng trên ở 298 K.Giả sử rằng phản ứng chỉ được điều khiển bởi năng lượng ánh sáng, hãy xác định số lượngphoton cần thiết tối thiểu để tạo ra một phân tử oxy

2 Năng lượng Gibbs tiêu chuẩn tương ứng với áp suất riêng phần tiêu chuẩn của tất cả các loại khí (1 bar) Trong khí quyển, áp suất riêng phần trung bình của oxy là 0,21 bar và của

(nhiệt độ 298 K)

3 Trên thực tế, việc giải phóng một phân tử oxy của cây xanh cần không ít hơn 10photon Tính phần trăm năng lượng mặt trời hấp thụ được lưu trữ dưới dạng năng lượng Gibbs?Giá trị này có thể được xem là hiệu suất của việc chuyển đổi năng lượng mặt trời không?

4 Có bao nhiêu photon sẽ bị hấp thụ và bao nhiêu sinh khối (tính bằng kg) và oxy (tínhbằng m3) ở 250C và 1 atm) sẽ được hình thành:

a) Ở Việt Nam trong suốt 10 ngày thi HSG

b) Ở Kon Tum trong suốt 5 giờ

5 Tính phần trăm năng lượng mặt trời được hấp thụ bởi tổng diện tích sẽ được chuyển đổi thành hóa học năng lượng:

a) Việt Nam

b) Kon Tum

Đây là một thước đo khác về hiệu quả quang hợp

Thông tin cần thiết: Năng lượng mặt trời trung bình (trên 24 giờ) hấp thụ ở Việt Nam vào

lượng mặt trời sẵn có (bước sóng trung bình là 680 nm)

Bài 10

Oxit nitơ đóng một vai trò quan trọng trong hóa học khí quyển Chúng được sản xuất

góp phần vào sương mù quang hóa ở nhiều thành phố lớn Trong tầng bình lưu, các oxit nitơ gópphần vào sự suy giảm tấm chắn tia cực tím của tầng ôzôn

Một số tính chất hóa học của oxit nitơ được mô tả dưới đây

A Sự chuyển hóa giữa các oxit Nitơ.

mẫu B đưa vào một bình 1,00 L được hút chân không và cân bằng giữa chất B và khí màu nâu đỏđược thiết lập ở các nhiệt độ khác nhau, và sự tăng tăng áp suất tương ứng như sau:

1 Xác định hợp chất A và B

2 Phản ứng hóa học nào xảy ra khi cho B vào bình đã hút chân không? Tính giá trị ∆Hº

và ∆Sº của phản ứng này

B Khả năng phản ứng của các oxit nitơ

ứng với Bo triflorua ở thể khí tạo thành chất rắn không màu D Đem 1.000 g mẫu hợp chất D hòatan trong nước và được chuẩn độ bằng NaOH 0,5000 M với thuốc thử phenolphthalein thì cần30,12 mL chất chuẩn độ

3 Viết công thức cấu tạo của hợp chất C, D và giải thích kết quả chuẩn độ chất D

4 Hợp chất D phản ứng với nitrobenzen dư tạo ra sản phẩm hữu cơ chính là E Viết côngthức cấu tạo của E

1

3

4

Bài 11

Hai bình chứa khí được nối với nhau bằng một van và cô lập với môi trường xung quanh

ở trạng thái cân bằng nhiệt tại 298 K Một bình chứa 1,00 mol He (khí) và 0,50 mol chất A (khí)

Bài 12

Phần I:

Trong một giả thuyết vũ trụ, một lượng diborane chưa xác định tham gia vào phản ứng sau:

K Năng lượng cần thiết cho sự thăng hoa nhận từ công được giải phóng bởi một chu trình củamột động cơ nhiệt lí tưởng, trong đó một mol khí đơn nguyên tử lí tưởng được sử dụng thôngqua chu trình được mô tả trong sơ đồ áp suất (P) - thể tích (V) dưới đây:

- Quá trình A  B: giãn nở đẳng nhiệt thuận nghịch, nhận 250 J bằng cách truyền lượngnhiệt (qH) từ một nguồn nóng 1000 K (TH)

- Quá trình B  D: giãn nở đoạn nhiệt thuận nghịch

(qC) đến bồn lạnh

- Quá trình C  A: nén đoạn nhiệt thuận nghịch

Sau khi truyền nhiệt, phần năng lượng còn lại được giải phóng dưới dạng công (w).Ngoài ra, qH và qC có mối liên hệ với TC và TH như sau:

Hiệu suất của chu trình là tỉ số giữa công được giải phóng bởi chu trình (w) chia chonhiệt hấp thụ bởi chu trình (qH)

Biết entanpy của các phản ứng ở 300 K như sau:

1 Tính entanpy thăng hoa (theo kJ.mol-1) của H3BO3 ở 300 K

2 Tính ΔrU (nội năng) theo kJ.mol-1 ở 300 K cho các phản ứng (2) và (4) đã cho ở trên (giả sử các khí là khí lý tưởng)

3 Tính tổng công do động cơ nhiệt tạo ra (w) và tổng nhiệt lượng giải phóng tới bồn lạnh(qC) theo đơn vị J

4 Tính hiệu suất của động cơ nhiệt mô tả ở trên

5 Tính biến thiên entropy (ΔS) của các quá trình A → B và D → C trong động cơ nhiệt bằng đơn vị J K-1

6 Tính biến thiên năng lượng Gibbs (ΔG) của các quá trình A → B và D → C trong động

cơ nhiệt bằng đơn vị J

7 Tính tỉ số giữa áp suất tại điểm A và B trong chu trình (áp suất tiêu chuẩn là 1 bar)

8 Tính số mol H2(g) sinh ra ở phản ứng ban đầu trong 1 chu trình của động cơ

Áp suất riêng phần của O2 (g) được giữ ổn định ở 1 bar và giữ không đổi ở mọi điều kiện Giảđịnh rằng trong vũ trụ này; ΔrS0 và ΔrH0 không phụ thuộc vào nhiệt độ, entropi tiêu chuẩn (S0)

hoặc sau phản ứng, ở mọi nhiệt độ sau đó

6

7

8

9