PS2017 Přírodovědecká fakulta MU - Ústav chemie
Seminární cvičení č. 1  C4040 Pokročilá fyzikální chemie - seminář
KINETICKÁ TEORIE PLYNŮ A REÁLNÉ PLYNY Úkol č. 1.1 (Rychlosti molekul)
Vypočtěte nepravděpodobnější (c*), průměrnou (č) a střední kvadratickou (crms) rychlost molekul a) dusíku (M = 28.02 g mol"1) b) kyslíku (M = 32.00 g mol"1) a c) argonu (M= 39.95 g mol"1) při teplotě 0 a 25 °C a za předpokladu ideálního chování, [při teplotě 0 °C: c* = 402.6 (dusík), 376.8 (kyslík), 337.2 (argon) m s-1; c = 454.3 (dusík), 425.1 (kyslík), 380.48 (argon) m s-1; c™ = 493.1 (dusík), 461.4 (kyslík), 413.0 (argon) m s"1; při teplotě 25 °C: c* = 420.6 (dusík), 393.6 (kyslík), 352.28 (argon) m s"1; č = 474.7 (dusík), 444.2 (kyslík), 397.5 (argon) m s"1; Cm» = 515.2 (dusík), 482.1 (kyslík), 431.5 (argon) m s"1]
Úkol č. 1.2
Při jaké teplotě bude střední kvadratická rychlost (cmís) molekuly kyslíku (M = 32.00 g mol"1) rovna 500.00 m s ]? [T = 320.7 K]
Úkol č. 1.3 (Van der Waalsova stavová rovnice)
Pomocí van der Waalsovy stavové rovnice vypočtěte molární objem argonu při teplotě 50,0 °C a tlaku 5.00 MPa (konstanty: a = 1.3547' 105 MPa cm6 mol"2, b = 32.0 cm3 mol"1). (Typ: Úprava na polynomický tvar, k výpočtu třeba využít softwaru). [520.5 cm3 mok1]
Úkol č. 1.4
2.50 mol methanu bylo uzavřeno v tlakové nádobě o objemu 5.00 dm3. Jaký tlak bude v nádobě při teplotě 25.0 °C chová-li se plyn a) ideálně (opakování) a b) reálně? (konstanty: a = 2,3031 TO5 MPa cm6 mok2, b = 43,1 cm3 mok1) [a) p = 1.24 MPa, b)p= 1.21 MPa]
Úkol č. 1.5 (Kritické veličiny)
S využitím úkolu 1,4 vypočtěte kritické veličiny, tj. kritický tlak pc, kritickou teplotu Tc, kritický molární objem Vm,c a kritický kompresibilitní faktor Zc. [pc = 4.59 MPa, Tc = 190.4 K, Fm,c = 0.1293 dm3 mol"1, Zc = 0.375]
Úkol č. 1.6 (Redukované veličiny)
S využitím úkolu 1.4 a 1.5 vypočtěte redukované veličiny, tj. redukovaný tlakpr, redukovanou teplotu TT sl redukovaný molární objem Vr. [p? = 0.2635, TT = 1.566, Vr = 15.47]
Úkol č. 1.7
Vypočtěte konstanty vdW rovnice a, b pro kyslík, známe-li kritickou teplotu Tc = - 118.35 °C a kritický tlakpc= 5.080 MPa. [a = 0.138 m6 Pa mol"2, b = 3.1710"5 m3 mol"1]
Úkol č. 1.8 (Viriálová stavová rovnice)
Dusík má při teplotě 76.85 °C a tlaku 101.325 kPa molární objem 28.588 dm3 mol"1. Na základě tohoto údaje vypočítejte druhý viriální koeficient B v tlakovém viriálním rozvoji. S použitím tohoto koeficientu určete kompresibilitní faktor Z a molární objem Vm dusíku při téže teplotě, ale tlaku 506.6 kPa. [5 = -0.131 dm3 mok1, Z = 0.9772, Fm= 5.61 dm3 mol"1]
Stránka 1 z 2
PS2017 Přírodovědecká fakulta MU - Ústav chemie
Seminární cvičení č. 1  C4040 Pokročilá fyzikální chemie - seminář
Domácí úkol č. 1.9
Jaká je střední kvadratická rychlost atomu Cs (M - 132.9 g mol"1) při teplotě 500 °C za předpokladu ideálního chování? [351 m s"1]
Domácí úkol č. 1.10
Van der Waalsovy konstanty pro oxid uhličitý CO2 jsou a = 3.610 bar dm6 mol"2, b = 0.0429 dm3 mol"1, R - 0.08314 dm3 bar K"1 mol"1. Vypočtěte kritické veličiny, dále tlak při teplotě 25 °C, je-li molární objem Vm = 24.789 dm3. Rovněž dopočítejte redukované veličiny. [Vm,c = 0.1287 dm3 mol"1, pc = 72.649 bar, Tc = 299.9 K, p = 0.9958 bar, pr = 0.013707, TT = 0.99149, VT= 192.61]
Domácí úkol č. 1.11
Molární objem methanu CH4 má hodnotu 1.567 dm3 při 333.15 K. Jakou hodnotu bude mít z van der Waalsovy rovnice tlak pl (konstanty: a = 2.273 atm dm6 mol2, b = 4.3M0~2 dm3 mok', R = 0.0820574 dm3 atm K 1 moH) [p = 17.0 atm]
Domácí úkol č. 1.12
Konstanty van der Waalsovy rovnice pro Cb jsou a = 6.260 atm dm6 mol 2, b = 5.42-10"2 dm3 mol"1. Převeďte vdW rovnici na tvar A Vl+BVl+CVm+D = 0 při A = 1.000; T= 273.15 K a p = 5 atm. Dopočítejte parametry B, C, D. [B = -A.535, C = 1.252, D = -0.06786]
Stránka 2 z 2