5. Fyzikální přeměny látek - procvičování
K nastudování: Peter Atkins, Fyzikální chemie, kapitola 4; soubor integraly.jpg Konstanty:
Molární plynová konstanta R = 8,314472 J moľ1 K"1 Příklady:
1. Vypočítejte, jaký vliv bude mít při 0 °C zvýšení tlaku ze 100 kPa na 200 kPa na směs ledu a vody (M(H20) = 18,015 g moľ1). Hustota ledu je 0,917 g cm"3 a hustota vody 0,999 g cm"3.
(A/^led) = 1,97 J moľ1, A/^voda) = 1,8 J moľ1; Led taje.)
2. Vypočítejte, jaký vliv bude mít zvýšení tlaku ze 100 kPa na 200 kPa na směs kapalného a pevného oxidu uhličitého (MfCCh) = 44,0 g moľ1) v rovnováze. Za těchto podmínek je hustota kapalného oxidu uhličitého 2,35 g cm"3 a hustota pevného oxidu uhličitého 2,50 g cm3.
(Ajtí(l) = 1,87 J moľ1, AjU(s) = 1,76 J moľ1; Dochází k tuhnutí.)
3. Vypočítejte, o kolik procent se změní tlak páry (M(H20) = 18,015 g moľ1), jestliže se okolní tlak při 25 °C zvýší o 1 MPa. Za těchto podmínek je hustota vody 0,997 g cm3. (Zvýší se o 0,73 %.)
4. Troutonova konstanta kapaliny je 85 J K"1 moľ1 a molární objem plynu je 25 dm3 mol1. Jak se zvýší teplota varu kapaliny, zvýší-li se tlak o 10 kPa? (+2,9 K)
5. Hodnota standardní výparné entalpie vody je 40,7 kJ mol"1. Jak se změní teplota varu vody, jestliže se tlak zvýší ze standardního na hodnotu o 10 kPa vyšší? (+2,7 K)
6. Molární objem určité látky v pevném skupenství při její teplotě tání 77,6 °C a tlaku 101,325 kPa je 161,0 cm3 mol1. Molární objem téže látky v kapalném skupenství při stejné teplotě a tlaku je 163,3 cm3 mol1. Při tlaku 10,133 MPa se teplota tání změní na 78,11 °C. Vypočítejte entalpii a entropii rozpouštění této látky. (ArozpS° = 45,24 J moľ1 K"1, ArozpH° = 15,868 kJ moľ1)
7. Molární objem určité látky v pevném skupenství při její teplotě tání 154 °C a tlaku 101,325 kPa je 142,0 cm3 mol"1. Molární objem téže látky v kapalném skupenství při stejné teplotě a tlaku je 152,6 cm3 mol"1. Při tlaku 1,2 MPa se teplota tání změní na 156,11 °C. Vypočítejte entalpii a entropii rozpouštění této látky. (ArozpS° = 5,52 J moľ1 K"1, ArozpH° = 2,4 kJ moľ1)
8. Určitá kapalina (M = 46,07 g moľ1) má při tlaku 101,325 kPa teplotu tuhnutí -3,65 °C. Ztuhne-li, její hustota se změní z 0,789 g cm"3 na 0,801 g cm"3. Její entalpie rozpouštění je 8,68 kJ mol"1. Vypočítejte její teplotu tuhnutí při tlaku 100 MPa. (-0,94 °C)
9. Benzen (M(C6H6) = 78,12 g moľ1) má při tlaku 101,325 kPa teplotu tuhnutí 5,45 °C. Ztuhne-li, jeho hustota se změní z 0,879 g cm"3na 0,891 g cm3. Entalpie rozpouštění benzenu je 10,59 kJ mol1. Vypočítejte teplotu tuhnutí benzenu při tlaku 101,325 MPa. (8,64 °C)
10. Pro tlak páry určité kapaliny platí v teplotním rozmezí -73 °C až -13 °C lineární závislost
i „ 2501,8
ln p = 21,148--y~
Pro tuto kapalinu vypočítejte její
(i) entalpii vypařování. (20,80 kJ mol1)
(ii) teplotu varu při tlaku 101,325 kPa. (-13,14 °C)
11. Pro tlak páry určité kapaliny platí v teplotním rozmezí -73 °C až -13 °C lineární závislost
, 3036,8
lnp = 23,254--^-
Pro tuto kapalinu vypočítejte její
(i) entalpii vypařování. (25,25 kJ mol1)
(ii) teplotu varu při tlaku 101,325 kPa. (-14,21 °C)
12. Pro tlak páry určité kapaliny platí v teplotním rozmezí 10 °C až 30 °C lineární závislost
i 1780
log p = 10,084--—
Pro tuto kapalinu vypočítejte její
(i) entalpii vypařování. (34,08 kJ mol1)
(ii) teplotu varu při tlaku 101,325 kPa. (77,36 °C)
13. Při 24,1 °C je tlak par dichlormethanu 53,3 kPa a jeho entalpie vypařování 28,7 kJ mol1. Vypočítejte teplotu, při které je tlak par 70,0 kPa. (31 °C)
14. Tlak par naftalenu je 1,3 kPa při 85,8 °C a 5,3 kPa při 119,3 °C. Vypočítejte
(i) entalpii vypařování naftalenu. (49,135 kJ mol1)
(ii) teplotu varu naftalenu při tlaku 101,325 kPa. (215°C)
(iii) entropii vypařování naftalenu. (101J K1 moľ1)
15. Při teplotě 25 °C necháme otevřenou nádobu s vodou (M(H20) = 18,015 g moľ1) v místnosti o rozměrech 5mx5mx3m. Entalpie vypařování vody je 44,016kJ mol1. Jaká hmotnost vody bude po čase ve vzduchu, jestliže při teplotě 0 °C je tlak vodní páry v atmosféře 611,3 Pa? (1,7 kg)
16. Při teplotě 25 °C necháme otevřenou nádobu s benzenem (M(C6He) = 78,12 g moľ1) v místnosti o rozměrech 5mx5mx3m. Entalpie vypařování benzenu je 33,9 kJ mol1. Jaká hmotnost benzenu bude po čase ve vzduchu, jestliže při teplotě 0 °C je tlak par benzenu v atmosféře 3,747 kPa? (30,961 kg)