1. 10/R moli gazu doskonałego dwuatomowego poddano cyklowi przemian odwracalnych pokazanemu na rysunku.

Naszkicuj ten cykl w układzie współrzędnych P–V i uzupełnij podane niżej tabele.

2. Czy reakcja półspalania metanolu (o ważnym znaczeniu przemysłowym)

CH

3

OH(c) + ½O

2

(g)

→ CO

2

(g) + 2H

2

(g)

może zachodzić samorzutnie w warunkach standardowych?

DANE potrzebne do uzasadnionej obliczeniami odpowiedzi na to pytanie znajdują się w tablicy na końcu arkusza.

Uwaga: danych jest nadmiar (co jest normalną sytuacją w życiu, gdy ma się do dyspozycji całe tablice

fizykochemiczne)

Oblicz

także

∆U

o

298

reakcji półspalania metanolu. Substancje gazowe traktować jako gazy doskonałe; wartości C

p

przyjąć za stałe w interesującym nas zakresie temperatur.

3. Oblicz efekt cieplny reakcji półspalania metanolu pod stałym ciśnieniem (standardowym) w temperaturze 200

o

C,

kiedy to metanol znajduje się w stanie gazowym:

CH

3

OH(g) + ½O

2

(g)

→ CO

2

(g) + 2H

2

(g)

Substancje gazowe traktować jako gazy doskonałe. Założyć stałość wszystkich wartości C

p

w interesującym nas

przedziale temperatur. Dane potrzebne do rozwiązania tego zadania znajdują się w tabeli na końcu arkusza.

4. Obliczyć absolutną entropię 10g acetonu w temperaturze 100,00

o

C, pod ciśnieniem 1,512·10

5

Pa, jeżeli jego C

P

dane są wzorami: C

P,s

= 0,9377T – 0,0028T

2

J·K

-1

·mol

-1

, C

P,c

= 100,698 + 0,081508T J·K

-1

·mol

-1

,

C

P,g

= 22,47 + 0,20178T – 0,000063521T

2

J·K

-1

·mol

-1

, zaś temperatury topnienia i wrzenia (normalne) wynoszą:

t

t

= –96,5

o

C i t

w

= 56,3

o

C, a normalne ciepła topnienia i parowania odpowiednio: 7,72 kJ·mol

-1

i 29,09 kJ·mol

-1

.

Zakładamy, że aceton tworzy kryształ doskonały w temperaturze zera bezwzględnego. W obliczeniach wolno
pominąć zmiany objętości fazy stałej i ciekłej. Pary potraktować jako gaz doskonały.

TABLICE TERMODYNAMICZNE (fragment)

t

w

oznacza normalną temperaturę wrzenia,

∆H

o

par

oznacza ciepło parowania w t

w

, kreski oznaczają

niestosowalność danej wielkości do danej substancji (reakcji), lub brak danych, lub dane zbędne do
obliczenia zadań, albo wreszcie sytuację, że dane te powinieneś znać sam (i to „na pamięć”).

Substancja

∆H

o

298,tw

kJ·mol

–1

∆H

o

298,sp

kJ·mol

–1

S

o

298

J·K

–1

·mol

–1

t

w

o

C

∆H

o

par

kJ·mol

–1

C

p

(ciecz)

J·K

–1

·mol

–1

C

p

(gaz)

J·K

–1

·mol

–

1

O

2

(g) –––

–––

205,03

–182,96

6,82

–––

29,36

H

2

(g) –––

–285,838

130,58

–252,76

0,904

–––

28,83

C(s,gr) –––

–393,514

5,694

4200

–––

–––

–––

H

2

O(c) –––

–––

69,96

–––

40,72

75,15

33,56

CO

2

(g) –393,514

–––

213,639

–––

–––

–––

37,13

CH

3

OH(c) –––

–––

126,8

64,7

35,3

81,6

45,0

Reakcja

∆H

o

298,r

CO

2

(g) + 2H

2

O(c)

→

CH

3

OH(c) + 1½O

2

(g)

726,81 ––– ––– –––

––– ––– –––

© W. Chrzanowski 2005

droga

q, kJ

w, kJ

∆U, kJ

∆H, kJ

przemiana

A

B

C

ABC

P,Pa

V,m

3

T,K

1

1,00·10

5

600

2

2,00·10

5

3

300