Agnieszka Roztoczyńska, Robert Zaleśny, Paweł Lipkowski zima 2014/2015

Strona 1

ZADANIA Z PODSTAW CHEMII FIZYCZNEJ

(do wykładu prof. dr hab. Sz. Roszaka)

LISTA nr 6 (2014/2015 zima)

Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych

Zapoznać się z treścią rozdziałów 7.1.1 – 7.1.2, a także z rozwiązaniami przykładów 7.2.1-7.2.5
z „Obliczeń Fizykochemicznych” JDP (notacja dotyczy wydania z 1997 roku)

1) Prężność par pewnej cieczy w zakresie temperatur od 200 K do 260 K można opisać następującą
relacją: ln(p) = 18,361 – (3036,8/T) (ciśnienie w Pa, temperatura w K). Oblicz entalpię parowania tej
cieczy.

Odp.: 25.25 kJ/mol

2) Zależność prężności par stałego ditlenku siarki od temperatury można w przybliżeniu opisać
wzorem: log(p) = 10,5916 – (1871,2/T), natomiast ciekłego ditlenku log(p) = 8,3186 – (1425,7/T)
(ciśnienie w Pa, temperatura w K). Oblicz temperaturę i ciśnienie punktu potrójnego dla ditlenku
siarki.

Odp.: 196K

3) Entalpia parowanie freonu-12, używanego jako środka dyspergującego w dezodorantach i
lakierach do włosów w sprayu, pod ciśnieniem 1,013∙10

5

Pa i temperaturze -29,9

o

C wynosi

20.25kJ∙mol

-1

. Obliczyć ciśnienie jakie musi wytrzymać pojemnik zawierający freon-12 w

temperaturze 40

o

C, przyjmując, że w tym zakresie temperatur entalpia parowania freonu nie zmienia

się.
Odp.: 9,468∙10

5

Pa.

4) W temperaturze 368,5 K, pod ciśnieniem standardowym, siarka rombowa ulega przemianie w
jednoskośną. Ciepło tej przemiany wynosi w tej temperaturze 401 J∙mol

-1

, a ciepła właściwe oraz

gęstości siarki rombowej i jednoskośnej – odpowiednio 24,6 i 25.6 J∙mol

-1

∙K

-1

, oraz 2,07 i 1,96 g∙cm

-3

.

Pod jakim ciśnieniem przemiana fazowa zajdzie w 380 K? masa atomowa siarki wynosi 32,06 g∙mol

-1

.

Można założyć nieściśliwość obu odmian alotropowych i pominąć ich rozszerzalność cieplną.

Odp.: 14,48∙10

6

Pa

.

5) Obliczyć Q, W, ΔU, ΔH, ΔS, ΔF i ΔG procesu odparowania 150 g acetonu w normalnej
temperaturze wrzenia (329,2 K). Standardowa molowa entalpia parowania acetonu wynosi 29,09
kJ/mol.

Odp.: 75,23 kJ, -7,08 kJ, 68,15 kJ, 75,23 kJ, 228,5 J/K, -7,08 kJ, 0 kJ.

6) Obliczyć ΔH, ΔS i ΔG krzepnięcia 1 mola przechłodzonego benzenu w temperaturze 268,2 K pod
ciśnieniem 1 atm, wiedząc ,że normalna temperatura topnienia wynosi 278,2 K, a entalpia topnienia
w tej temperaturze 9956 J/mol. Izobaryczne pojemności cieplne ciekłego i stałego benzenu wynoszą
odpowiednio 126, 3 i 123,6 J∙K

-1

∙mol

-1

.

Odp: -9929J, -35,69 J/K, -356,9 J

7) Temperatura krytyczna substancji o masie molowej M = 60 g/mol wynosi 673,15 K a jej ciśnienie
krytyczne 3,3917MPa. Normalna temperatura wrzenia tej substancji to 448.77K, topnienia to 288,15
K, a temperatura punktu potrójnego 288,13K. Gęstość substancji stałej wynosi 0,8500 g/cm3, a
ciekłej 0.8000 g/cm3. Sporządzić schematyczny diagram fazowy p/T i zaznaczyć na nim rozwiązanie

Agnieszka Roztoczyńska, Robert Zaleśny, Paweł Lipkowski zima 2014/2015

Strona 2

zadania. Oblicz: a) ciepło parowania, b) prężność par w punkcie potrójnym; c) ciepło topnienia d)
ciepło sublimacji tej substancji,

Odp.: a) 39,3 kJ; b) 285,8 Pa; c) 6,40 kJ; d) 45,7 kJ.