1. 10/R moli gazu doskonałego dwuatomowego poddano cyklowi
Transkrypt
1. 10/R moli gazu doskonałego dwuatomowego poddano cyklowi
1. 10/R moli gazu doskonałego dwuatomowego poddano cyklowi przemian odwracalnych pokazanemu na rysunku. Naszkicuj ten cykl w układzie współrzędnych P–V i uzupełnij podane niżej tabele. droga A B C ABC q, kJ 1 2 3 w, kJ P,Pa 1,00·105 2,00·105 ∆U, kJ V,m3 ∆H, kJ przemiana T,K 600 300 2. Czy reakcja półspalania metanolu (o ważnym znaczeniu przemysłowym) CH3OH(c) + ½O2(g) → CO2(g) + 2H2(g) może zachodzić samorzutnie w warunkach standardowych? DANE potrzebne do uzasadnionej obliczeniami odpowiedzi na to pytanie znajdują się w tablicy na końcu arkusza. Uwaga: danych jest nadmiar (co jest normalną sytuacją w życiu, gdy ma się do dyspozycji całe tablice fizykochemiczne) Oblicz także ∆Uo298 reakcji półspalania metanolu. Substancje gazowe traktować jako gazy doskonałe; wartości Cp przyjąć za stałe w interesującym nas zakresie temperatur. 3. Oblicz efekt cieplny reakcji półspalania metanolu pod stałym ciśnieniem (standardowym) w temperaturze 200oC, kiedy to metanol znajduje się w stanie gazowym: CH3OH(g) + ½O2(g) → CO2(g) + 2H2(g) Substancje gazowe traktować jako gazy doskonałe. Założyć stałość wszystkich wartości Cp w interesującym nas przedziale temperatur. Dane potrzebne do rozwiązania tego zadania znajdują się w tabeli na końcu arkusza. 4. Obliczyć absolutną entropię 10g acetonu w temperaturze 100,00oC, pod ciśnieniem 1,512·105 Pa, jeżeli jego CP CP,c = 100,698 + 0,081508T J·K-1·mol-1, dane są wzorami: CP,s = 0,9377T – 0,0028T2 J·K-1·mol-1, 2 -1 -1 CP,g = 22,47 + 0,20178T – 0,000063521T J·K ·mol , zaś temperatury topnienia i wrzenia (normalne) wynoszą: tt = –96,5oC i tw = 56,3oC, a normalne ciepła topnienia i parowania odpowiednio: 7,72 kJ·mol-1 i 29,09 kJ·mol-1. Zakładamy, że aceton tworzy kryształ doskonały w temperaturze zera bezwzględnego. W obliczeniach wolno pominąć zmiany objętości fazy stałej i ciekłej. Pary potraktować jako gaz doskonały. TABLICE TERMODYNAMICZNE (fragment) tw oznacza normalną temperaturę wrzenia, ∆Hopar oznacza ciepło parowania w tw, kreski oznaczają niestosowalność danej wielkości do danej substancji (reakcji), lub brak danych, lub dane zbędne do obliczenia zadań, albo wreszcie sytuację, że dane te powinieneś znać sam (i to „na pamięć”). Substancja O2(g) H2(g) C(s,gr) H2O(c) CO2(g) CH3OH(c) Reakcja CO2(g) + 2H2O(c) → CH3OH(c) + 1½O2(g) ∆Ho298,tw kJ·mol–1 ∆Ho298,sp kJ·mol–1 So298 J·K–1·mol–1 ––– ––– ––– ––– –393,514 ––– ∆Ho298,r ––– –285,838 –393,514 ––– ––– ––– 726,81 ––– Cp(gaz) J·K–1·mol– tw C ∆Hopar kJ·mol–1 Cp(ciecz) J·K–1·mol–1 205,03 130,58 5,694 69,96 213,639 126,8 –182,96 –252,76 4200 ––– ––– 64,7 6,82 0,904 ––– 40,72 ––– 35,3 ––– ––– ––– 75,15 ––– 81,6 29,36 28,83 ––– 33,56 37,13 45,0 ––– ––– ––– ––– ––– o 1 © W. Chrzanowski 2005