89958

Podstawy chemii fizycznej Lista 3 - druga zasada termodynamiki.

1.    2.15 mola azotu o temperaturze 290 K zajmuje objętość 0.400 dm\ Gaz rozpręża się nieodwracalnie, izotermicznie. przeciw stałemu ciśnieniu, do objętości 0.600 dm , przy czym ciśnienie gazu pod koniec procesu jest równe ciśnieniu zewnętrznemu. Obliczyć Q, W. AU. AH. transport i produkcję entropii. AF i AG gazu w tym procesie. Azot opisać równaniem van der Waalsa, ciepło właściwe oszacować na podstawie geometrii cząsteczki (przyjąć, że nic zależy od temperatury). S^_AS)(298K) = 191.5;^^

2.    Dwa identyczne zbiorniki gazu, o objętości 10 dm³ każdy, połączono ze sobą rurką z kranem. W jednym zbiorniku znajdował się tlen pod ciśnieniem 1.18-10⁵ Pa. w drugim azot pod ciśnieniem 3.54-10⁵ Pa. Temperatura obu gazów wynosiła 280 K. Po otwarciu kranu oba gazy wymieszały się ze sobą, przy czym ich temperatura nie uległa zmianie. Obliczyć A U, AH, AS, A F i AG dla tego procesu. Przyjąć doskonałość gazów.

3.    Metanol i etanol tworzą roztwory doskonałe, a) Ile wynosi wartość entropii roztworu otrzymanego przez zmieszanie 40 g metanolu z 40 g etanolu, w temperaturze 270 K? b) O ile różni się potencjał chemiczny metanolu w tym roztworze od potencjału chemicznego czystego metanolu? Standardowe entropie molowe i ciepła molowe odczytać z tablic.

4.    Oblicz różnicę entropii molowej pomiędzy: a) wodą i lodem w temperaturze —TC, b) wodą i jej parą w temperaturze 92 °C i pod ciśnieniem 1 atm. Różnice pomiędzy pojemnościami cieplnymi w punkcie topnienia i wrzenia wynoszą odpowiednio 37.3 i —41.9^ Przeanalizuj różnice pomiędzy zmianą entropii próbki, otoczenia i całego układu oraz przedyskutuj samorzutność obu przemian fazowych w tych temperaturach.

5.    1.52 mola azotu o temperaturze początkowej 305 K zajmuje objętość 0.400 dm³. Gaz rozpręża się adiabatycznie, kwazistatycznie do objętości 0.600 dm³. Obliczyć Q, W, AU. AH, AS, AF i AG gazu w tym procesie. Azot opisać równaniem van der Waalsa. ciepło właściwe oszacować na podstawie geometrii cząsteczki (przyjąć, że nie zależy od temperatury). 5^^(298/ć) = 191 5^^

Lista 4 - Równowaga reakcji chemicznych

1.    W temperaturze 298 K standardowe entalpie tworzenia HCI^y NH^^ * NHąCIi_s\ wynoszą odpowiednio: -92.31, -46.19 i —314.6^, standardowe entropie molowe: 186.9, 192.5 i 94.6_;-^J^, a molowe pojemności cieplne C_p: 29.12. 35.52 i 84.61 (przyjąć, że nie zależą od temperatury). Obliczyć A//°. AS°. AG⁰ i stałą równowaki K_p reakcji NH^g) + //C/(₄) = NHąCI(,) w temperaturze 450 K.

2.    W temperaturze 298 K dla reakcji 4NH₃ + 30₂ - 2N₂ + 6H₂0, AH° = -1530.3^, a dla reakcji 4NHy +

502 4NO + 6H₂0. AH° = — 1168.8^. Standardowe entropie molowe N₂, 0₂ i NO w 298 K wynoszą (w    y-%) odpowiednio 191.5. 205.0 i 210.6. Obliczyć stałe równowagi K_p, K_x oraz naturalną zawartość

NO w powietrzu w temperaturze 298 K i pod ciśnieniem 1 atm. Przyjąć, że powietrze zawiera 78% azotu i 21% tlenu.

3.    Na podstawie danych tablicowych obliczyć powinowactwo standardowe i stałą równowagi K_p reakcji C₂//(j = C2H4 + Hi w temperaturze 1000K. Znaleźć skład mieszaniny równowagowej, stałą K_x oraz całkowite ciśnienie panujące w reaktorze o stałej objętości, w którym zamknięto gaz o składzie (procenty molowe) 70% etanu, 25% argonu i 5% wodoru pod łącznym ciśnieniem równym p° w temperaturze lOOOtf.