2. První věta termodynamická, enthalpie - zadání
K nastudování: Peter Atkins, Fyzikální chemie, kapitola 2.1 - Základní pojmy; soubor integraly.jpg Konstanty:
Molární plynová konstanta R = 8,314472 J moľ1 K1 Příklady:
1. Vypočítejte práci vykonanou proti konstantnímu vnějšímu tlaku vodíkem vznikajícím reakcí 5,00 g zinku (MZn = 65,38 g moľ1) s kyselinou chlorovodíkovou v
(i) uzavřené nádobě o konstantním objemu. (0)
(ii) v otevřené kádince při teplotě 23 °C. (-188 J)
2. Při adiabatické expanzi proti konstantnímu vnějšímu tlaku 78,5 kPa se počáteční objem oxidu uhličitého 15 dm3 čtyřikrát zvýší. Vypočítejte přijaté/odevzdané teplo, změnu vnitřní energie a práci, kterou plyn vykoná, (q = 0; w = AU = -3,5 kJ)
3. Objem 6,56 g Ar (MAr =39,95 g moľ1) se při konstantní teplotě 32 °C zvětšil z 18,5 dm3 o 2,5 dm3. Vypočítejte přijaté/odevzdané teplo, změnu vnitřní energie a práci, kterou plyn vykonal
(i) proti nulovému vnějšímu tlaku, (všechno nulové)
(ii) proti konstantnímu vnějšímu tlaku 7,7 kPa. (AU = 0; w = -19 J; q = 19 J)
(iii) reverzibilně. (AU = 0; w = -52,8 J; q = 52,8 J)
4. Při teplotě -13 °C a za určitého konstantního vnějšího tlaku se vypařilo 0,75 mol neznámé kapaliny. Molární enthalpie vypařování této kapaliny při této teplotě je 32 kJ mol1. Vypočítejte změnu enthalpie, přijaté/odevzdané teplo, změnu vnitřní energie a práci, kterou páry kapaliny vykonají proti konstantnímu vnějšímu tlaku. (AH = q = 24 kJ; w =-1,6 kJ; AU = 22,4 kJ)
5. Za konstantního atmosférického tlaku zkondenzoval 1 mol vodní páry. Molární enthalpie vypařování vody, při teplotě, při které k tomu došlo, je 40,656 kJ mol1. Pro vodní páru vypočítejte změnu enthalpie, přijaté/odevzdané teplo, změnu vnitřní energie a vykonanou práci.
(AH = q = -40,656 kJ; w = 3,1 kJ; AU = -37,55 kJ)
6. Při tlaku 1 MPa je změna vnitřní energie při přeměně 1 mol šedého cínu na bílý cín 2,1 kJ. Hustota šedého cínu je 5,75 g cm"3, hustota bílého cínu je 7,31 g cm"3, M(Sn) = 118,71 g moľ1. Vypočítejte rozdíl mezi změnou enthalpie a změnou vnitřní energie. (-4,4 J)
7. Molární tepelná kapacita plynného dusíku za konstantního tlaku je dána empirickým vztahem
Cp.m = (27,86 + 4,268-10"3- T(K)) J K"1 moľ1 Jaká je molární změna enthalpie, když dusík za konstantního tlaku zahřejeme z 25 °C na 75 °C? (+1461,96 J mol"1)