Zadania z chemii fizycznej - semestr III, Egzamin, 05.02.98r.

1. A. Obliczyć ile ciepła wydzieli się podczas spalania 1Nm³ metanu w tlenie w temp. 500^oC pod ciśnieniem 1atm.

2. Obliczyć ilość ciepła potrzebną do odparowania 1kg wody w temp. 25^oC pod stałym ciśnieniem 1atm.

Dane:

	ΔHtw.298 [kJ/mol]	Cp [J/mol⋅K]
CO2 (g)	-393,5	39
H2O (c)	-285,9	75,2
O2 (g)	-	30
CH4 (g)	-74.9	37

C_{p wody(g)} = 35 [J/mol⋅K]; ΔH_{par. wody}[w T_wrz] = 40,66 [kJ/mol]

2. Palnik zasilany jest mieszaniną propanu i powietrza o temp. 298K. Maksymalna temperatura płomienia wynosi 1200^oC. Obliczyć skład mieszaniny gazowej poddanej spalaniu ?

Dane:

	ΔHtw.298 [kJ/mol]	Cp [J/mol⋅K]
C3H8 (g)	-103,9	73,5
CO2 (g)	-393,5	40
O2 (g)	-	31
N2 (g)	-	31
H2O (g)	-241,8	36

Propan ulega całkowitemu spaleniu

3. A. 14g azotu znajdującego się początkowo w warunkach normalnych rozprężono odwracalnie i izotermi-cznie do ciśnienia 0,1atm. Obliczyć W, Q, ΔU, ΔH, ΔS, ΔG, ΔF dla tego procesu.

2. Jaka byłaby zmiana entropii gazu gdyby proces rozprężania był izotermiczny nieodwracalny (gdyby gaz przesuwał tłok obciążony stałym ciśnieniem równym 0,1atm.)

Założyć, że azot zachowuje się jak gaz doskonały.

4. Molowa pojemność cieplna etanu pod niskimi ciśnieniami opisana jest zależnością:

C_p = 5,75 + 0,1752 T - 52,87⋅10^-6 T² [J/mol⋅K]

p_kr = 4,94⋅10⁶ MPa; T_kr = 305,2K

Zakładając, że właściwości p-T-V etanu opisuje równanie stanu:

Obliczyć

1. Aktywność ciśnieniową etanu w temp. 335,7K pod ciśnieniem 100atm. Wynik porównać z wartością otrzymaną na podstawie wykresu uogólnionego współczynnika aktywności ciśnieniowej.

2. Zmianę entalpii molowej etanu podczas przemiany

1mol C₂H₆ (T₁=298K, p₁=1atm.) → 1mol C₂H₆ (T₂=335,7K, p₂=100atm.)

5. Prężność par C₆H₆ w temp. 20^oC wynosi 74,66 mmHg, a w temp. 40^oC jest równa 181,08 mmHg

1. W jakiej temp. będzie wrzał benzen pod ciśnieniem 120 mmHg

2. Jaka powinna być prężność par benzenu w układzie, aby ulegał on skropleniu w temp. 20^oC na kro-pelkach benzenu o promieniu 0,1μm., ρ_{benzenu 293K} = 0,879 [g/cm³], γ_293K = 28,88 [dyn/cm].

6. A. Obliczyć gęstość 40% wag. roztworu metanolu w wodzie w temp. 25^oC wiedząc, że cząstkowe molo-we objętości metanolu i wody w roztworze o podanym składzie wynoszą odpowiednio

V_metanol = 17,5 [cm³]; V_woda = 39,0 [cm³].

2. W temp. 25^oC zmieszano 4 tony metanolu i 6 ton wody. Obliczyć różnicę objętości otrzymanego rozt-woru i sumy objętości składników czystych przed zmieszaniem.

Gęstości metanolu i wody w 25^oC wynoszą: ρ_metanol = 0,8 [g/cm³]; ρ_woda = 0,9981 [g/cm³].

---