3582326996

Chemia Fizyczna sem. III (termodynamika) zadania z egzaminów

1)    Sformułuj zerową (pierwszą) zasadę termodynamiki.

2)    Zdefiniować entropię i sformułować drugą zasadę termodynamiki.

3)    Sformułować trzecią zasadę termodynamiki i wymienić jej podstawowe konsekwencje.

4)    Podaj warunki, które musi spełniać układ ulegający przemianie, aby efekt cieplny przemiany nie zależał od sposobu jej przeprowadzenia a jedynie od stanupaczątkowega i końcowego układu.

5)    Zdefiniuj molową pojemność cieplną pod stałym ciśnieniem oraz molową pojemność cieplną w stałej objętości oraz podaj, jaki związek je łączy w przypadku gazu doskonałego.

6)    Zdefiniować pojęcia: pojemności cieplnej pod stałym ciśnieniem oraz średniej pojemności cieplnej pod stałym ciśnieniem fazy jednoskładnikowej w przedziale temperatur [Ii, TJ. Wykreślić i skomentować zależność C_P(T) kryształu w pobliżu temperatury zera bezwzględnego.

7)    Wykreślić zależność C_P(T) w szerokim przedziale temperatur (od OK do T>T_w,_eDJ,) z uwzględnieniem, co najmniej jednej przemiany polimarficznej.

8)    Podaj wyrażenie na pracę odwracalnego izotermicznego sprężenia Imola gazu doskonałego ad ciśnienia Pi do P₂.

9)    Molowa pojemność cieplna pod stałym ciśnieniem gazu doskonałego została opisana równaniem korelacyjnym C_p(T)=a+bI+cT²+dT³. Imał tego gazu został sprężany od ciśnienia Pi do P₂ oraz ogrzany od temperatury Ti do T₂. Wyprowadzić wyrażenie opisujące zmianę entropii gazu w wyniku opisanej przemiany.

10)    Zdefiniować pojęcie współrzędnej reakcji (współrzędnej chemicznej) i podać wzory opisujące ilości, ułamki molowe oraz ciśnienia cząstkowe reagentów w funkcji współrzędnej reakcji w układzie zamkniętym homofazowym gazowym.

11)    W układzie homafazowym gazowym przebiega reakcja chemiczna zgadnie ze schematem A + B = C. Układ w stanie początkowym zawiera 2 mole substratu A oraz 1 mol substratu B. Podaj postacie szczególne: izotermy van't Hoffą wyrażenia na stałąrównawagi oraz wykreśl jakościowo poprawnie zależność entalpii swobodnej od współrzędnej reakcji.

12)    Zdefiniować pojęcie standardowej entalpii tworzenia. Podać równanie formalnej reakcji tworzenia: HIO^c), HbSO^c), (NHahSO^s), CaC03(j), Na₂SO4'10H₂O(₈) w temperaturze 298,15K zaznaczając stan skupienia oraz ewentualnie odmianę polimorficznąkażdego reagenta

13)    Zdefiniować pojęcia standardowej entalpii i standardowej energii wewnętrznej reakcji oraz podać związek pomiędzy nimi w przypadku reakcji: a) NHaCl^) = NH^ + HCl^ oraz b) 2 NaHCO^s) = Na₂CO;*>) + CO^ + H₂0(g)

14)    Wyjaśnić na odpowiednim schemacie związek standardowej entalpii reakcji z rzeczywistym efektem cieplnym zmierzonym pod stałym ciśnieniem. Podać przykłady reakcji i warunki, w których efekt standardowy jest praktycznie równy efektowi rzeczywistej przemiany.

15)    Jaką podstawową własność mają potencjały termodynamiczne? Wymień i scharakteryzuj krótko potencjały termodynamiczne wywodzące się z energii wewnętrznej.

16)    Zdefiniować i krótko scharakteryzować cztery potencjał? termodynamiczne wywodzące się z energii wewnętrznej. Podać nazwy potencjałów termodynamicznych.

17)    Dla układu hamofazowego gazowego, w którym pod niewielkim ciśnieniem przebiega reakcja odwracalna zgodnie z równaniem

k

stechiometrycznym 0 = Yv^ podać wyrażenia opisujące entalpię swobodną układu, entalpię swobodną reakcji, związek 5-1

pomiędzy nimi oraz wykonać jakościowa poprawnie wykresy obu funkcji.

18)    Zdefiniuj entalpię swobodnąreakcji, zapisz wyrażenie opisujące zależność entalpii swobodnej reakcji od współrzędnej reakcji oraz wykreśl jakościowo poprawnie jej przebieg w przypadku układów hamofazowych.

19)    W układzie heter af azowym (homofazowym) przebiega pod niewielkim ciśnieniem reakcja odwracalna rozkładu termicznego stałego NH4HCO3 na produkty gazowe (syntezy amoniaku). Zapisać jej równanie oraz wyrażenia szczegółowe opisujące entalpię swobodną układu, entalpię swobodnąreakcji w funkcji współrzędnej reakcji, jeżeli w stanie początkowym układ zawierał n_:° moli soli (A^t3) oraz fazę gazową zawierającąwyłącznie n₂° moli H₂0(g> (H₂).

20) Dla układu nie zawierającego gazu obojętnego, w którym w warunkach P,T=canst przebiega reakcja heterofazowa CaCO^s) = CaO(,) + CO^ podać wyrażenia opisujące entalpię swobodną układu, entalpię swobodną reakcji oraz wykonać jakościowo poprawnie wykresy obu funkcji jeżeli ciśnienie narzucane układowi jest: a) mniejsze, b) większe oraz c) równe ciśnieniu rozkładowemu CaC0₃.

21)    Standardowe entalpie swobodne trzech reakcji są identyczne w temperaturze T₀, natomiast ich standardowe entalpie są odpowiednio równe: AH°i= - 100 kJ/mol, AH°₂= -200 kJ/mol, AH°₃= 100 kJ/md (AH°_J= 100 kJ/moi, AH°₂= -100 kl/moł, AH°3= -200 kJ/moł). Wykreślić w jednym układzie współrzędnych jakościowo poprawnie zależności stałych równowag