Prezentacja programu PowerPoint - Chemia...

Tomasz Lubera

Zadanie 1

•Zadanie:

•Autoklaw zawiera 30 dm3 azotu o temperaturze 15 oC pod ciśnieniem 1,48 atm. Podczas ogrzewania autoklawu ciśnienie wzrosło do 3800,64 mmHg. Oblicz zmianę energii wewnętrznej gazu jeśli molowa pojemność cieplna azotu wyraża się wzorem: 𝐶𝑝 = 27,947 + 4,19 ∙ 10−3𝑇 J ∙ 𝑚𝑜𝑙−1 ∙ 𝐾−1

•Odpowiedź:

•Δ𝑈 = 2,8663 ∙ 104J

Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Pierwsza zasada termodynamiki - zadania 2

Fotografia: http://pl.wikipedia.org/

//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Autoclave_stove_top.jpg

Zadanie 2

•Zadanie: •W naczyniu znajduje się 1 kg azotu pod ciśnieniem 1

bar w temperaturze 40 oC. Molowa pojemność cieplna azotu wyraża się wzorem: 𝐶𝑝 = 27,947 + 4,19 ∙10−3𝑇 J ∙ 𝑚𝑜𝑙−1 ∙ 𝐾−1. Oblicz Q, Δ𝑈, 𝐿 dla:

a) izochorycznego wzrostu ciśnienia do 2,026 ∙ 105 Pa.

b) Trzykrotnego, izobarycznego wzrostu objętości.

•Odpowiedź: a) Δ𝑈 = 𝑄𝑉 = 2,41362 ∙ 105J, L = 0

b) Δ𝑈 = 4,97380 ∙ 105J, 𝑄𝑝 = 6,83183 ∙ 105J, L = −1,85803J


Zadanie 3

•Zadanie:

• Jeden mol jednoatomowego gazu doskonałego poddawany jest zamkniętemu cyklowi trzech odwracalnych przemian A, B i C przedstawionych na poniższym wykresie i osiąga kolejno stany I, II i III. Oblicz ciśnienie panujące w układzie w każdym stanie i Δ𝑈, 𝑄, 𝐿 przemian A, B i C.

•Odpowiedź:

Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Pierwsza zasada termodynamiki - zadania 4 Fotografia: http://pl.wikipedia.org/

I

III

II A

B

C

22,4

44,8

273 546

V, d

m3 m

ol-1

T, K

I/A II/B III/C

p, atm 1 2 1

Q, J 3404 3147 -5674

L, J 0 -3147 2270

ΔU, J 3404 0 -3404

Zadanie 4

•Zadanie:

•Oblicz pracę:

a) nieodwracalną

b) odwracalną

Wykonaną na 2 kg wodoru (traktowanego jako gaz doskonały) sprężającego się w temperaturze 400 K od 2 do 6 atmosfer.

•Odpowiedź:

a) 𝐿 = 6,651 ∙ 106J

b) 𝐿 = 3,654 ∙ 106J


Zadanie 5

•Zadanie:

•Oblicz zmianę energii wewnętrznej podczas odparowywania 50 g etanolu w temperaturze wrzenia od ciśnieniem normalnym. Ciepło parowania etanolu wynosi 39,455 kJ ∙mol-1, objętość molowa pary jest równa 27,99∙10-3 m3∙mol-1 a objętość cieczy można pomiąć.

•Odpowiedź:

• Δ𝑈 = 3,9804 ∙ 104J


Zadanie 6

•Zadanie:

•Oblicz pracę objętościową reakcji syntezy amoniaku, przebiegającej przy stałym ciśnieniu w temperaturze 400 oC, jeśli użyto w niej 2 mol azotu i stechiometrycznie odpowiednią ilość wodoru.

•Odpowiedź:

•𝐿 = 22,38 kJ


Zadanie 7

•Zadanie:

•Kwas solny reaguje z magnezem zgodnie z równaniem: Mg(s) + 2HCl(aq) H2(g) + MgCl2(aq) Oblicz pracę objętościową wydzielającego się gazu jeśli do rozcieńczonego kwasu solnego wrzucono 15 g magnezu a reakcję prowadzono w temperaturze 25 oC pod ciśnieniem 1 atm.

•Odpowiedź:

•𝐿 = −1,53 ∙ 103 J


Fotografia: http://scholaris.pl

Zadanie 8

•Zadanie:

•Dwa mole gazu rozprężano w temperaturze 300 K od ciśnienia 4 atm do ciśnienia 1 atm na drodze:

a) Przeciwko stałemu ciśnieniu zewnętrznemu 1 atm

b) W dwóch etapach: przeciwko stałemu ciśnieniu zewnętrznemu 3 atm i 1 atm

c) W trzech etapach: przeciwko stałemu ciśnieniu zewnętrznemu 3 atm, 2 atm, 1 atm

d) Odwracalnie

Oblicz wartość wykonanej pracy objętościowej.

•Odpowiedź:

•𝐿𝑎 = −3,7 kJ; 𝐿𝑏 = −4,6 kJ; 𝐿𝑐 = −5,4 kJ; 𝐿𝑑 = −6,9 kJ;


Zadanie 9

•Zadanie:

•Próbka gazu doskonałego znajdująca się początkowo pod ciśnieniem 102 at ulega odwracalnemu, izotermicznemu rozprężaniu od objętości początkowej V1 do końcowej 10V1 wykonując przy tym pracę 41,8 kJ.

a) Oblicz wartość V1

b) Wiedząc że w przemianie biorą udział 2 mol gazu oblicz temperaturę procesu

•Odpowiedź:

a) 𝑉1 = 1,82 ∙ 10−3 m3

b) 𝑇 = 1,1 ∙ 103 K


Zadanie 10

•Zadanie: •Wpływ temperatury na molową pojemność cieplna

gazu opisuje równanie 𝑐𝑝 = 20,17 + 4 ∙ 10−3𝑇 J ∙mol−1 ∙ K−1. Ogrzano mol tego gazu od 0 ℃ do 100 ℃

a) pod stałym ciśnieniem,

b) w stałej objętości.

•Oblicz Q, L, ΔU i ΔH dla obu procesów.

•Odpowiedź: a) 𝑄 = ∆𝐻 = 2,1495 ∙ 103 J ∆𝑈 = 1317,85 J

𝐿 = −831,4 J

b) 𝑄 = ∆𝑈 = 1317,85 J ∆𝐻 = 2,1493 ∙ 103 J 𝐿 = 0 J


Zadanie 11

•Zadanie:

• Jeden mol jednoatomowego gazu doskonałego, początkowo znajdujący się w warunkach normalnych, poddawany jest cyklowi odwracalnych przemian A, B i C przedstawionych na wykresie i osiąga kolejno stany I, II i III. Oblicz T i p panujące w układzie w każdym stanie i Δ𝑈, 𝑄, 𝐿 przemian I, II i III.

•Odpowiedź:

Ćwiczenia rachunkowe z chemii fizycznej - Powtórka tematów 2 i 3 12 Fotografia: http://pl.wikipedia.org/

U, c

al

po

cząt

ek s

kali

prz

yjęt

o u

mo

wn

ie

I

III

II A

B

C

0

813

22,4 44,8 V, dm3

I/A II/B III/C

p, atm; T, K 1; 273 0,5; 273 1; 546

Q, J 1573 3404 -5674

L, J -1573 0 2269

ΔU, J 0 3404 -3404

Prezentacja programu PowerPoint - Chemia...

Documents

Transcript of Prezentacja programu PowerPoint - Chemia...