4. 2. a 3. věta termodynamická, entropie, Gibbsova energie - zadání
K nastudování: Peter Atkins, Fyzikální chemie, kapitola 3; soubor integraly.jpg Konstanty:
Molární plynová konstanta R = 8,314472 J moľ1 K"1 Boltzmannova konstanta k = 1,3806504-10"23 J K"1
Příklady:
1. Vypočítejte změnu entropie 21 g argonu (MAr = 39,95 g moľ1), jestliže se jeho objem zvýšil z původních 1,2 dm3 na 4,6 dm3, a změnu entropie jeho okolí, jestliže argon představuje uzavřený systém a expanze proběhla
(i) adiabaticky. (všechno nulové)
(ii) izotermicky a reverzibilně. (argon: 5,87 J K"1; okolí: -5,87 J K"1; celkem: 0)
2. Jaká je molární entropie pevné látky při teplotě 4,2 K, jestliže je při absolutní nule její entropie nulová a jestliže je při velice nízké teplotě Cpm = 5,8-10_3r3 (J K1 moľ1)? (0,14 J K1 moľ1)
7
3. Vypočítejte změnu entropie 2 mol ideálního plynu, jestliže molární tepelná kapacita Cpm = -R,
počáteční teplota se zvýšila z 25 °C na 135 °C a počáteční tlak z 151,988 kPa na 709,275 kPa. (-7,3 J K"1)
4. Jaká je váha konfigurace W, bylo-li do 4 hladin o různé energii postupně umístěno 3, 6, 5 a 4 částic? Rovněž vypočtěte entropii. (W = 5,15-108; S = 2,77-10"22J K"1)
5. Vypočítejte standardní Gibbsovu energii pro reakci 4 NH3 (g) + 5 O2 (g) -> 4 NO (g) + 6 H2O (g) při 25 °C, jestliže standardní slučovací Gibbsova energie amoniaku je -16,45 kJ mol1, standardní slučovací Gibbsova energie oxidu dusnatého 86,55 kJ moľ1 a standardní slučovací Gibbsova energie páry -228,57 kJ moľ1, a rozhodněte, zda je reakce samovolná. (-959,42 kJ mol1)
6. Vypočítejte standardní slučovací Gibbsovu energii fenolu, při 25 °C, je-li standardní spalná entalpie fenolu -3054 kJ mol1, standardní slučovací entalpie oxidu uhličitého -393,51 kJ mol1, standardní slučovací entalpie vody -285,83 kJ mol1, molární entropie fenolu 146,0 J K1 moľ1, molární entropie grafitu 5,74 J K1 moľ1, molární entropie kyslíku 205,138 J K1 moľ1 a molární entropie vodíku 130,684 J K1 moľ1. (-50,34 kJ moľ1)
7. 2,5 mmol argonu zaujímá při teplotě 25 °C 72 dm3a expanduje na 100 dm3. Vypočítejte změnu Gibbsovy energie pro tento proces. (-2,0 J)
8. Vypočítejte ArG° pro reakci 2 CO (g) + 02 (g) -> 2 C02 (g) při 102 °C, jestliže při 25 °C platí: A/G°(C02, g) = -394,36 kJ moľ1, A/G°(CO, g) = -137,17 kJ moľ1, A/H°(C02, g) = -393,51 kJ moľ1, A/H°(CO, g) = -110,53 kJ mol1. Jak změna teploty ovlivňuje tuto reakci? (-501 kJ mol1)