Kilka zadań z termodynamiki chemicznej © W.Chrzanowski, 2008. 

 
Zadanie 1. 

90  g  wody  ciekłej  o  temperaturze  +15

o

C  zmieszano  w  zamkniętym,  izolowanym  cieplnie  od  otoczenia 

naczyniu (o pomijalnej własnej pojemności cieplnej) z 72 g lodu o temperaturze –18

o

C. Określ stan końcowy 

układu  (temperaturę  i  skład)  oraz  oblicz  zmianę  entropii  towarzyszącą  temu  procesowi.  Pojemność  cieplna 
wody  ciekłej  C

pc

=  75,31 J/(K·mol),  pojemność  cieplna  lodu  C

ps

= 38,10 J/(K·mol).  Ciepło  topnienia  wody 

L

t

=6,00 kJ/mol (zakładamy niezależność tych ciepeł od temperatury). 

 
Zadanie 2. 

90  g  wody  ciekłej  o  temperaturze  +15

o

C  zmieszano  w  zamkniętym,  izolowanym  cieplnie  od  otoczenia 

naczyniu  (o  pomijalnej  własnej  pojemności  cieplnej)  z  144  g  lodu  o temperaturze  –36

o

C.  Określ  stan 

końcowy układu (temperaturę i skład) oraz oblicz zmianę entropii towarzyszącą temu procesowi. Pojemność 
cieplna  wody  ciekłej  C

pc

=  75,31 J/(K·mol),  pojemność  cieplna  lodu  C

ps

= 38,10 J/(K·mol).  Ciepło  topnienia 

wody L

t

=6,00 kJ/mol (zakładamy niezależność tych ciepeł od temperatury). 

 
Zadanie 3. 

Do  zbiornika  zawierającego  540  kg  wody  ciekłej  o  temperaturze  +15

o

C  wrzucono  120  kg  węgla  aktywnego 

o temperaturze 300

o

C. Zakładając, że reaktor  jest izolowany cieplnie od otoczenia i że ma pomijalną własną 

pojemność  cieplną,  określ  stan  końcowy  układu  (temperaturę  i  skład)  oraz  oblicz  zmianę  entropii 
towarzyszącą  temu  procesowi.  Pojemność  cieplna  wody  ciekłej  C

pw

=  75,31 J/(K·mol),  lodu 

C

pl

= 38,10 J/(K·mol),  węgla  C

pc

= 8,517 J/(K·mol).  Ciepło  topnienia  wody  L

t

=6,00 kJ/mol  (zakładamy 

niezależność  tych  ciepeł  od  temperatury).  Określ  też  stan  końcowy  układu  (i  zmianę  entropii),  gdyby 
w zbiorniku  znajdowała  się  taka  sama  ilość  mieszaniny  równowagowej  woda-lód  w  proporcjach  wagowych 
50:50. 

 
Zadanie 4. 

Oblicz ∆u, ∆h, ∆s, ∆g i ∆f parowania 2 moli tetrachlorometanu (czterochlorku węgla) w temperaturze 100

o

C 

pod  ciśnieniem  normalnym,  jeżeli  jego  normalna  temperatura  wrzenia  wynosi  +76,8

o

C,  a  normalna  ∆H 

parowania  wynosi.  29,82  kJ/mol,  zaś  ∆H  parowania  pod  tym  samym  ciśnieniem  (normalnym)  w temperatu-
rze 25

o

C wynosi 32,43 kJ/mol. 

 
Zadanie 5. 

Za pomocą odpowiednich obliczeń sprawdź, czy węglan amonu jest termodynamicznie stabilny w temperatu-
rze 500

o

C pod ciśnieniem normalnym. Może się on rozkładać termicznie wg reakcji: 

 

 

 

 

 

NH

4

HCO

3

(s) = NH

3

(g) + CO

2

(g) + H

2

O(g).  

 

Dane: 

∆

H

o

tw,298

[NH

4

HCO

3

(s)]= –849,4; 

∆

H

o

tw,298

[NH

3

(g)]= –45,9; 

∆

H

o

tw,298

[CO

2

(g)]= –393,5; 

∆

H

o

tw,298

[H

2

O(g)]= –241,8; 

S

o

298

[NH

4

HCO

3

(s)]= 120,9; 

S

o

298

[NH

3

(g)]= 192,8; 

S

o

298

[CO

2

(g)]= 213,8; 

S

o

298

[H

2

O(g)]= 188,8;  C

p

[NH

4

HCO

3

(s)]= 164,0;  C

p

[NH

3

(g)]= 35,1;  C

p

[CO

2

(g)]= 37,1;  C

p

[H

2

O(g)]= 33,6. 

∆

H

o

tw,298

 podane w kJ/mol, S

o

298

 i C

p

 w J/(mol·K). Przyjmij, że ciśnienie normalne równa się standardowemu 

(10

5

 Pa), zaś pojemności cieplne nie zależą od temperatury.

 

 
Zadanie 6. 

Oblicz  ∆u,  ∆h,  ∆s,  ∆g  i  ∆f  skraplania  w  temperaturze  100

o

C  1,5  mola  cieczy  spełniającej  regułę  Troutona 

pod  ciśnieniem normalnym, jeżeli jej normalna  temperatura wrzenia  wynosi +80,1

o

C.  C

p,c

 = 136,0J/(mol·K); 

C

p,g

 = 82,4J/(mol·K). Załóż, że wartość, o której mówi ta reguła wynosi 87,0.