To tylko jedna z 2 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Chemia fizyczna:
Biotechnologia, WCh PW
Termodynamika 1
18 marca 2011 r.
Zadania
1. (3 pkt) Proszę obliczyć standardową entalpię reakcji uwodornienia 1,3-butadienu do nbutanu:
CH2 −CH−CH−CH2 (g) + 2 H2 (g) − CH3 −CH2 −CH2 −CH3 (g)
→
w temperaturze T = 298 K stosując metodę opartą na:
(a) (1 pkt) standardowych entalpiach tworzenia reagentów,
Rozwiązanie
−236.3 kJ/mol
(b) (2 pkt) średnich termochemicznych energiach wiązań.
Rozwiązanie
−246.2 kJ/mol
2. (3 pkt) Gazowy amoniak (m = 50.0 g) o temperaturze T = 298 K i pod ciśnieniem
P1 = 760 Tr rozprężono izotermicznie do ciśnienia P2 = 10−3 Tr. Proszę obliczyć zmianę
entalpii oraz entropii gazu przy założeniu, że jest on opisany wirialnym równaniem stanu
obciętym pod drugim współczynniku wirialnym.
Bonus. (0.5 pkt) Ile wynosi zmiana entalpii i entropii gazu w procesie analogicznym do
tego opisanego w zadaniu, ale prowadzonym w temperaturze Boyle’a?
Rozwiązanie
Amoniak: n = 2.9360 mol. Parametery krytyczne: Tk = 405.6 K, Pk = 112.8 bar.
Współczynniki a i b opisujące zależność współczynnika wirialnego od temperatury:
a = 0.425295 [jednostka z tablic],
b = 3.73688 · 10−5 m3 /mol
Stąd drugi współczynnik wirialny i pochodna względem temperatury w temperaturze
T = 298 K:
B(T ) = −1.34289 · 10−4 m3 /mol,
dB
= 5.76 · 10−7 m3 /(mol · K)
dT
ŻYCZYMY PAŃSTWU POWODZENIA!
Ciśnienie: P1 = 105 Pa, P2 = 0.133 Pa. Zmiana entalpii: ∆H = 91.016 J; zmiana
entropii: ∆S = 330.7J/K
3. (3 pkt) Próbkę ciekłego metanolu o masie m = 10 g znajdującego się pod ciśnieniem
P1 = 1 atm rozprężono izotermicznie (T = 298 K) do ciśnienia P2 , pod którym pojawił
się pierwszy pęcherzyk gazu.
(a) Ile wynosi ciśnienie P2 ?
Rozwiązanie
Ciśnienie P2 jest równe prężności pary metanolu w temperaturze T = 298 K:
P2 = 16790 Pa.
(b) Proszę obliczyć zmianę entalpii próbki w opisanym procesie.
Rozwiązanie
P1 = 105 Pa, P2 = 16790 Pa. Objętość początkowa V1 = 1.27129 · 10−5 m3 . Zmiana
entalpii: ∆H = −0.5975 J.
W obliczeniach można założyć, że objętość ciekłego metanolu nie zależy od ciśnienia.
Bonus. (0.5 pkt) Za wykonanie obliczeń bez założenia o nieściśliwości fazy ciekłej.
4. (3 pkt) Proszę wyznaczyć punkt potrójny oraz podać równanie krzywej sublimacji czystego n-heksanu. Proszę wypisać założenia, na podstawie których wykonano obliczenia.
Rozwiązanie
Punkt potrójny: T3 = 177.8 K, P3 = 0.0062737 Tr.
Entalpia parowania:
∆par H(T3 ) = 42592 J/mol
Entalpia topnienia: ∆top H(T3 ) = 13080 J/mol.
Entalpia sublimacji: ∆sub H(T3 ) = 55672 J/mol.
Równanie krzywej sublimacji:
ln
P
∆sub H
=−
P3
R
1
1
−
T
T3
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)