Prelimina Rs
4
Problemes preliminars 1. Calculeu les variacions d’entalpia i entropia quan 500 g d’aigua a 10°C i 1 atm s’escalfen fins a 90°C mantenint la pressió constant. La capacitat calorífica de l’aigua líquida es pot prendre constant i igual a 18 cal·K -1 mol -1 . 2. Calculeu la variació de la funció de Gibbs quan una quantitat d’un gas ideal que ocupa 11,2 l a 2 atm es comprimeix a temperatura constant fins que el seu volum és igual a 0,2 l. 3. Es connecta un recipient d’1 l que conté He a 100°C i 1 atm amb un altre de 2 l que conté Ne a 0°C i 0,4 atm. Determineu la temperatura final en assolir-se l’equilibri després del procés de mescla en condicions adiabàtiques i calculeu la variació d’entropia que experimenta el sistema en aquest procés. Suposeu que els dos gasos es comporten idealment. 4. A 25°C i 1 atm. la densitat, el coeficient de dilatació cúbica i l’entropia molar estàndard de l’aigua líquida són 0,99704 g·cm -3 , 2,6·10 -4 K -1 i 69,91 J·mol -1 K -1 , respectivament. Trobeu l’entropia molar de l’aigua líquida a 25°C i 100 atm. Suposeu que l’aigua líquida és incompressible. 5. Un mol de gas ideal diatòmic que té un valor de c V independent de la temperatura experimenta la següent sèrie de transformacions: (a) S’escalfa reversiblement a volum constant des de 25°C fins a 100°C (b) Es deixa que s’expandeixi lliurement i de forma adiabàtica contra el buit fins a un volum doble de l’inicial (c) Es refreda reversiblement a pressió constant fins a 25°C. Calculeu la calor, el treball i les variacions d’energia interna i d’entalpia en el procés global i en cadascuna de les etapes. 6. En un recipient tèrmicament aïllat es mesclen 2 mol d’aigua a 85°C i 3 mol de la mateixa substàn- cia a 30°C. Suposant que la calor molar a pressió constant i la densitat són constants i iguals a 18 cal·K -1 mol -1 i 1,0 g·cm -3 , respectivament, calculeu la variació d’entropia. 7. Un mol de gas ideal s’expandeix isotèrmicament i reversible de 10 a 1 atm a la temperatura de 300 K. Calculeu la calor i el treball, i les variacions d’energia interna, entalpia, entropia, funció de Helmholtz i funció de Gibbs. Calculeu també aquestes magnituds en el cas que el gas s’expandeixi contra el buit arribant a la mateixa pressió final. 8. Un mol d’un gas ideal diatòmic que es troba a 40°C i 10 atm s’expandeix ràpidament i adiabàtica contra una pressió constant de 2 atm, fins que s’assoleix l’equilibri mecànic. Calculeu la variació d’entropia del gas en aquest procés. La capacitat calorífica molar del gas a volum constant és igual a 4,97 cal·K -1 mol -1 . 9. Calculeu les variacions d’energia interna, entalpia, entropia, funció de Helmholtz, funció de Gibbs, i la temperatura i el volum finals quan un litre d’oxigen s’expandeix reversiblement i adiabàtica des de 25°C i 5 atm fins a 1 atm. L’entropia molar de l’oxigen a 25°C i 1 atm és 49,00 cal·K -1 mol -1 i la seva capacitat calorífica a pressió constant val 7,0 cal·K -1 mol -1 . Suposar comportament ideal.
-
Upload
cristina-borras-marques -
Category
Documents
-
view
213 -
download
0
description
aaa
Transcript of Prelimina Rs
-
Problemes preliminars
1. Calculeu les variacions dentalpia i entropia quan 500 g daigua a 10C i 1 atm sescalfen fins a 90Cmantenint la pressi constant. La capacitat calorfica de laigua lquida es pot prendre constant i iguala 18 calK1mol1.
2. Calculeu la variaci de la funci de Gibbs quan una quantitat dun gas ideal que ocupa 11,2 l a 2 atmes comprimeix a temperatura constant fins que el seu volum s igual a 0,2 l.
3. Es connecta un recipient d1 l que cont He a 100C i 1 atm amb un altre de 2 l que cont Ne a 0Ci 0,4 atm. Determineu la temperatura final en assolir-se lequilibri desprs del procs de mescla encondicions adiabtiques i calculeu la variaci dentropia que experimenta el sistema en aquest procs.Suposeu que els dos gasos es comporten idealment.
4. A 25C i 1 atm. la densitat, el coeficient de dilataci cbica i lentropia molar estndard de laigualquida sn 0,99704 gcm3, 2,6104 K1 i 69,91 Jmol1K1, respectivament. Trobeu lentropia molarde laigua lquida a 25C i 100 atm. Suposeu que laigua lquida s incompressible.
5. Un mol de gas ideal diatmic que t un valor de cV independent de la temperatura experimenta lasegent srie de transformacions:
(a) Sescalfa reversiblement a volum constant des de 25C fins a 100C
(b) Es deixa que sexpandeixi lliurement i de forma adiabtica contra el buit fins a un volum doblede linicial
(c) Es refreda reversiblement a pressi constant fins a 25C.
Calculeu la calor, el treball i les variacions denergia interna i dentalpia en el procs global i encadascuna de les etapes.
6. En un recipient trmicament allat es mesclen 2 mol daigua a 85C i 3 mol de la mateixa substn-cia a 30C. Suposant que la calor molar a pressi constant i la densitat sn constants i iguals a 18calK1mol1 i 1,0 gcm3, respectivament, calculeu la variaci dentropia.
7. Un mol de gas ideal sexpandeix isotrmicament i reversible de 10 a 1 atm a la temperatura de 300 K.Calculeu la calor i el treball, i les variacions denergia interna, entalpia, entropia, funci de Helmholtzi funci de Gibbs. Calculeu tamb aquestes magnituds en el cas que el gas sexpandeixi contra el buitarribant a la mateixa pressi final.
8. Un mol dun gas ideal diatmic que es troba a 40C i 10 atm sexpandeix rpidament i adiabticacontra una pressi constant de 2 atm, fins que sassoleix lequilibri mecnic. Calculeu la variacidentropia del gas en aquest procs. La capacitat calorfica molar del gas a volum constant s igual a4,97 calK1mol1.
9. Calculeu les variacions denergia interna, entalpia, entropia, funci de Helmholtz, funci de Gibbs, ila temperatura i el volum finals quan un litre doxigen sexpandeix reversiblement i adiabtica des de25C i 5 atm fins a 1 atm. Lentropia molar de loxigen a 25C i 1 atm s 49,00 calK1mol1 i la sevacapacitat calorfica a pressi constant val 7,0 calK1mol1. Suposar comportament ideal.
-
10. Calculeu les variacions denergia interna i dentalpia de 2,5 mol dun gas ideal monoatmic quan evo-luciona reversiblement
(a) des de 1,5 atm i 400 K a 3 atm i 600 K
(b) des de 2,5 atm i 20 l a 2 atm i 20 l
(c) des de 28,5 l i 400 K a 42 l i 400 K
11. Un gas monoatmic a 400 K ocupa un volum de 40 l a la pressi de 8 atm. El gas sexpandeix fins ala pressi final d1 atm. Calculeu el treball realitzat, la calor absorbida i la variaci denergia internadel gas en cadascuna de les segents transformacions, suposant que es comporta idealment.
(a) expansi isotrmica reversible
(b) expansi adiabtica reversible
(c) expansi adiabtica contra el buit
12. Lentropia molar de lhidrogen a 25C i 1 atm s 31,211 calK1mol1. Suposant comportament idealcalculeu:
(a) lentropia molar de lhidrogen a 100C i 1 atm
(b) la variaci de la funci de Gibbs en escalfar 1 mol dhidrogen a 1 atm des de 25C a 100C si lacalor molar a pressi constant es pot suposar igual a 6,9 calK1mol1.
13. Per una resistncia de 20 , trmicament allada, hi circula un corrent de 10 A durant 1 s. Latemperatura inicial de la resistncia s 10C, la seva massa s 5 g i la calor especfica s 850 JK1kg1.Calculeu:
(a) la variaci dentropia de la resistncia
(b) la variaci dentropia de lunivers.
14. Calculeu la variaci dentropia d1 mol dhidrogen quan es comprimeix i sescalfa de 1 atm i 0C a 3 atmi 50C, sabent que la dependncia del seu calor molar amb la temperatura ve donada per lexpressicp = 6, 62 + 8, 110^-4T calK1mol1. Suposeu que lhidrogen es comporta idealment.
15. 8 g doxigen a 27C i una pressi de 10 atm sexpandeixen adiabticament i reversible fins a una pressifinal d1 atm. Trobeu la temperatura final i el treball subministrat pel procs. Suposeu que loxigen escomporta idealment.
16. Calculeu la variaci dentropia quan 1 g darg a 727C i que ocupen 100 l passen a 0C i 1 atm.Suposeu que larg es comporta idealment.
17. Un recipient de 2 l cont H2S a 0C i 1 atm. El gas sescalfa fins a 100C mantenint la pressi constant.Suposant que el gas es comporta idealment i que la seva capacitat calorfica a pressi constant s7, 15 + 0, 00332T calK1mol1, calculeu:
(a) la calor absorbida i el treball cedit
(b) les variacions denergia interna, entalpia i entropia
-
18. Un gas ideal monoatmic ocupa un volum de 4 m3a 8 atm i 400 K. El gas sexpandeix fins a una pressifinal d1 atm. Calculeu el treball realitzat, la calor absorbida i la variaci denergia interna si lexpansis:
(a) isotrmica i reversible
(b) adiabtica i reversible
(c) adiabtica contra el buit.
19. 120 g de SO2sexpandeixen isotrmicament a 30C de 10 a 125 l. Calculeu el treball reversible dexpansii la variaci denergia interna:
(a) com a gas ideal
(b) com a gas de Van der Waals
Les constants de van der Waals per al SO2 sn a = 6, 71atml2mol2 i b = 0, 0564 lmol1.
Solucions numriques
1. 40 kcal; 124,5 calK1
2. 9142 J
3. 47,78C; 0,429 JK1
4. 69,86 JK1mol1
5. 1558,88 J; 0; 1558,8 J; 2182,43 // 0; 0; 0; 0 // 2182, 43J; 623,55 J; 1558, 88 J; 2182, 43 J // global:623, 55 J; 623,55 J, 0; 0
6. 1,27 J K1
7. 5743,1 J; 5743, 1 J; 0; 0; 19,14 JK1; 5743, 1 J; 5743, 1 J;; 0; 0; 0; 0; 19,14 JK1; 0; 0
8. 5,83 JK1
9. 467, 8 J; 654, 9 J; 0; 4142,7 J; 3955,7 J; 188,8 K; 3,157 l
10. 6235 J; 10392 J // 1521 J; 2535 J // 0; 0
11. 67, 47 kJ; 67,47 kJ; 0 // 27, 48 kJ; 0; 27, 48 kJ // 0; 0; 0
12. 32,759 calK1mol1; 2400 calmol1
13. 4,16 JK1
-
14. 1, 03 calK1
15. 155,46 K; 751.8 J
16. 1, 48 JK1
17. 73,43 cal; 17, 74cal; 55,69 cal; 73,43 cal; 0,229 calK1
18. 6750 kJ; 6750 kJ; 0 // 2750 kJ; 0; 2750 kJ // 0; 0; 0
19. 11, 9 kJ; 0 // 12, 2 kJ; 219, 7 J
![Rs 17846 rs[1]](https://static.fdocuments.co/doc/165x107/58f2df931a28ab18778b457b/rs-17846-rs1.jpg)
