Kilka zadaÅ„ z termodynamiki chemicznej © W.Chrzanowski, 2008.
Zadanie 1. 90 g wody ciekłej o temperaturze +15oC zmieszano w zamkniętym, izolowanym cieplnie od otoczenia
naczyniu (o pomijalnej własnej pojemności cieplnej) z 72 g lodu o temperaturze  18oC. Określ stan końcowy
układu (temperaturę i skład) oraz oblicz zmianę entropii towarzyszącą temu procesowi. Pojemność cieplna
wody ciekÅ‚ej Cpc= 75,31 J/(K·mol), pojemność cieplna lodu Cps= 38,10 J/(K·mol). CiepÅ‚o topnienia wody
Lt=6,00 kJ/mol (zakładamy niezależność tych ciepeł od temperatury).
Zadanie 2. 90 g wody ciekłej o temperaturze +15oC zmieszano w zamkniętym, izolowanym cieplnie od otoczenia
naczyniu (o pomijalnej własnej pojemności cieplnej) z 144 g lodu o temperaturze  36oC. Określ stan
końcowy układu (temperaturę i skład) oraz oblicz zmianę entropii towarzyszącą temu procesowi. Pojemność
cieplna wody ciekÅ‚ej Cpc= 75,31 J/(K·mol), pojemność cieplna lodu Cps= 38,10 J/(K·mol). CiepÅ‚o topnienia
wody Lt=6,00 kJ/mol (zakładamy niezależność tych ciepeł od temperatury).
Zadanie 3. Do zbiornika zawierającego 540 kg wody ciekłej o temperaturze +15oC wrzucono 120 kg węgla aktywnego
o temperaturze 300oC. Zakładając, że reaktor jest izolowany cieplnie od otoczenia i że ma pomijalną własną
pojemność cieplną, określ stan końcowy układu (temperaturę i skład) oraz oblicz zmianę entropii
towarzyszÄ…cÄ… temu procesowi. Pojemność cieplna wody ciekÅ‚ej Cpw= 75,31 J/(K·mol), lodu
Cpl= 38,10 J/(K·mol), wÄ™gla Cpc= 8,517 J/(K·mol). CiepÅ‚o topnienia wody Lt=6,00 kJ/mol (zakÅ‚adamy
niezależność tych ciepeł od temperatury). Określ też stan końcowy układu (i zmianę entropii), gdyby
w zbiorniku znajdowała się taka sama ilość mieszaniny równowagowej woda-lód w proporcjach wagowych
50:50.
Zadanie 4. Oblicz "u, "h, "s, "g i "f parowania 2 moli tetrachlorometanu (czterochlorku węgla) w temperaturze 100oC
pod ciśnieniem normalnym, jeżeli jego normalna temperatura wrzenia wynosi +76,8oC, a normalna "H
parowania wynosi. 29,82 kJ/mol, zaś "H parowania pod tym samym ciśnieniem (normalnym) w temperatu-
rze 25oC wynosi 32,43 kJ/mol.
Zadanie 5. Za pomocą odpowiednich obliczeń sprawdz
, czy węglan amonu jest termodynamicznie stabilny w temperatu-
rze 500oC pod ciśnieniem normalnym. Może się on rozkładać termicznie wg reakcji:
NH4HCO3(s) = NH3(g) + CO2(g) + H2O(g).
Dane: "Ho [NH4HCO3(s)]=  849,4; "Ho [NH3(g)]=  45,9; "Ho [CO2(g)]=  393,5;
tw,298 tw,298 tw,298
"Ho [H2O(g)]=  241,8; So [NH4HCO3(s)]= 120,9; So [NH3(g)]= 192,8; So [CO2(g)]= 213,8;
tw,298 298 298 298
So [H2O(g)]= 188,8; Cp[NH4HCO3(s)]= 164,0; Cp[NH3(g)]= 35,1; Cp[CO2(g)]= 37,1; Cp[H2O(g)]= 33,6.
298
"Ho podane w kJ/mol, So i Cp w J/(mol·K). Przyjmij, że ciÅ›nienie normalne równa siÄ™ standardowemu
tw,298 298
(105 Pa), zaś pojemności cieplne nie zależą od temperatury.
Zadanie 6. Oblicz "u, "h, "s, "g i "f skraplania w temperaturze 100oC 1,5 mola cieczy spełniającej regułę Troutona
pod ciÅ›nieniem normalnym, jeżeli jej normalna temperatura wrzenia wynosi +80,1oC. Cp,c = 136,0J/(mol·K);
Cp,g = 82,4J/(mol·K). Załóż, że wartość, o której mówi ta reguÅ‚a wynosi 87,0.