Учебные материалы по физической химии
Задачи по физической химии.Часть 1.Химическая термодинамика

1. Один моль водяных паров обратимо и изотермически сконденсировали в жидкость при 100 ^оС. Рассчитайте работу, теплоту, изменение внутренней энергии и энтальпии в этом процессе. Удельная теплота испарения воды при 100 ^оС равна 2260 Дж/г.

2. Для некоторого вещества зависимость теплоемкости от температуры имеет вид: C_V = aT 3 при температуре 0 - 10 К. Найдите зависимость энергии Гельмгольца, энтропии и внутренней энергии от температуры в этом диапазоне.

3. Рассчитайте изменение энтропии 1000 г воды в результате ее замерзания при -5 ^ОС. Теплота плавления льда при 0 ^оС равна 6008 Дж/моль. Теплоемкости льда и воды равны 34.7 и 75.3 Дж/(моль^. К), соответственно. Объясните, почему энтропия при замерзании уменьшается, хотя процесс - самопроизвольный.

4. Давление пара над твердым UF₆ равно 2956 Па при 2^oC и 10280 Па при 19^oC, а давление пара над жидким UF₆ равно 47817 Па при 30^oC и 74030 Па при 42^oC. Определите координаты тройной точки и _плH (UF₆).

5. При 1273 К и общем давлении 30 атм в равновесной смеси

CO₂(газ) + C(тв) = 2CO(газ)

содержится 17% CO₂. Сколько процентов CO₂ будет содержаться в газе при общем давлении 20 атм? При каком давлении в газе будет содержаться 25% CO₂?

6. Раствор, содержащий 0.81 г углеводорода H(CH₂)_nH и 190 г бромистого этила, замерзает при 9.47 ^oC. Температура замерзания бромистого этила 10.00 ^oC, криоскопическая константа 12.5 град^. моль^-1. Сколько атомов углерода содержит молекула углеводорода?

7. При нагревании любой термодинамической системы заселенность одних уровней увеличивается, а других уменьшается. Используя закон распределения Больцмана, определите, какова должна быть энергия уровня для того, чтобы его заселенность увеличивалась с ростом температуры.

1. Четыре моля кислорода, находящиеся в объеме 20 л при температуре 270 К, адиабатически расширили против внешнего давления 600 торр до утроения объема. Рассчитайте конечную температуру, совершенную работу, изменение внутренней энергии и энтальпии.

2. Зависимость теплового эффекта реакции CH₃OH_(г) + 3/2O₂ = CO₂ + 2H₂O_(г) от температуры выражается уравнением:

_rH_T (Дж) =

Рассчитайте изменение теплоемкости C_p и C_V для этой реакции при 500 К.

3. Вычислите изменение энергии Гиббса при сжатии от 1 атм до 3 атм при 298 К: а) одного моля жидкой воды; б) одного моля водяного пара (идеальный газ).

4. Давление пара над твердым Cl₂ равно 352 Па при -112^oC и 35 Па при -126.5^oC, а давление пара над жидким Cl₂ равно 1590 Па при -100^oC и 7830 Па при -80^oC. Определите координаты тройной точки и _плH(Cl₂).

5. Для реакции

2HI(г) = H₂ (г) + I₂(г)

при 698.6 K константа равновесия равна K_P = 1.83 10^-2. Сколько граммов HI образуется, если 10 г I₂ и 0.2 г H₂ нагреть до этой температуры в 3-литровом сосуде?

6. Рассчитать состав (в мольных долях) раствора бензол-толуол, который при нормальном давлении кипит при температуре 100^o C, а также состав образующегося пара. Раствор считать идеальным. Давления пара чистых бензола и толуола при 100^o C равны 1350 Торр и 556 Торр, соответственно.

7. Для некоторой термодинамической системы (не идеального газа) известна сумма по состояниям, Z(T,V). Найдите работу, которую выполняет эта система при обратимом изотермическом расширении от V₁ до V₂.