Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III

(9) Przemiany fazowe w ukł. 1-składnikowym. Równanie Clausiusa-Clapeyrona.

1.

Entalpia parowania pewnej cieczy wynosi 14,4 kJ

.

mol

-1

w temp. 180 K (normalna temperatura

wrzenia tej cieczy). W temperaturze wrzenia objętości molowe faz wynoszą: V

c

= 115 cm

3

.

mol

-1

,

V

p

= 14,5 dm

3

.

mol

-1

. Oblicz współczynnik dP/dT tej cieczy stosując równanie Clapeyrona

i równanie Clausiusa-Clapeyrona oraz błąd wynikający z przyjętych założeń.

2.

Zależność prężności pary nasyconej dwutlenku siarki nad stałym i ciekłym SO

2

od temperatury

można wyrazić za pomocą następujących równań (dla P w mm Hg):

dla fazy stałej:

T

2

,

1871

5916

,

10

P

log

−

=

, dla fazy ciekłej:

T

7

,

1425

3186

,

8

P

log

−

=

.

Oszacuj temperaturę i ciśnienie punktu potrójnego SO

2

.

3.

W cylindrze z tłokiem umieszczono parę wodną o temp. 363 K. Pod jakim ciśnieniem zacznie

skraplać się para wodna? Jakie będzie ciśnienie w układzie, gdy skropleniu ulegnie połowa pary

wodnej? Ciepło parowania wody w tych warunkach wynosi 2265 kJ

.

kg

-1

.

4.

Oblicz entalpię parowania argonu w temp. 87,5 K, jeśli prężność pary nasyconej nad ciekłym

Ar wyraża się wzorem:

T

015

,

0

T

ln

75

,

1

16,254

P

ln

T

4

,

780

−

−

−

=

.

5.

Azotan amonu przechodzi z jednej odmiany polimorficznej w drugą w temp. 398,5 K pod

ciśnieniem standardowym, a w temp. 408 K pod ciśnieniem stukrotnie większym. Odmiana

trwała w wyższej temperaturze ma objętość właściwą o 0,0126

.

10

-3

m

3

.

kg

-1

mniejszą od drugiej

odmiany. Oblicz entalpię tej przemiany fazowej.

6.

Oszacuj: (a) temperaturę wrzenia wody na szczycie Mount Everest (h = 8850 m),

(b) temperaturę krzepnięcia wody na dnie Rowu Mariańskiego (h = -11030 m).

Wykorzystaj następujące dane: ∆

par

H

o

(H

2

O) = 44 kJ

.

mol

-1

, ∆

top

H

o

(H

2

O) = 6 kJ

.

mol

-1

,

d(H

2

O

(c)

) = 1000 kg

.

m

-3

, d(H

2

O

(s)

) = 917 kg

.

m

-3

. Dla potrzeb tego zadania przyjmij,

że wszystkie podane wartości są stałe.