Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III
(9) Przemiany fazowe w ukł. 1-składnikowym. Równanie Clausiusa-Clapeyrona.
1.
Entalpia parowania pewnej cieczy wynosi 14,4 kJ
.
mol
-1
w temp. 180 K (normalna temperatura
wrzenia tej cieczy). W temperaturze wrzenia objętości molowe faz wynoszą: V
c
= 115 cm
3
.
mol
-1
,
V
p
= 14,5 dm
3
.
mol
-1
. Oblicz współczynnik dP/dT tej cieczy stosując równanie Clapeyrona
i równanie Clausiusa-Clapeyrona oraz błąd wynikający z przyjętych założeń.
2.
Zależność prężności pary nasyconej dwutlenku siarki nad stałym i ciekłym SO
2
od temperatury
można wyrazić za pomocą następujących równań (dla P w mm Hg):
dla fazy stałej:
T
2
,
1871
5916
,
10
P
log
−
=
, dla fazy ciekłej:
T
7
,
1425
3186
,
8
P
log
−
=
.
Oszacuj temperaturę i ciśnienie punktu potrójnego SO
2
.
3.
W cylindrze z tłokiem umieszczono parę wodną o temp. 363 K. Pod jakim ciśnieniem zacznie
skraplać się para wodna? Jakie będzie ciśnienie w układzie, gdy skropleniu ulegnie połowa pary
wodnej? Ciepło parowania wody w tych warunkach wynosi 2265 kJ
.
kg
-1
.
4.
Oblicz entalpię parowania argonu w temp. 87,5 K, jeśli prężność pary nasyconej nad ciekłym
Ar wyraża się wzorem:
T
015
,
0
T
ln
75
,
1
16,254
P
ln
T
4
,
780
−
−
−
=
.
5.
Azotan amonu przechodzi z jednej odmiany polimorficznej w drugą w temp. 398,5 K pod
ciśnieniem standardowym, a w temp. 408 K pod ciśnieniem stukrotnie większym. Odmiana
trwała w wyższej temperaturze ma objętość właściwą o 0,0126
.
10
-3
m
3
.
kg
-1
mniejszą od drugiej
odmiany. Oblicz entalpię tej przemiany fazowej.
6.
Oszacuj: (a) temperaturę wrzenia wody na szczycie Mount Everest (h = 8850 m),
(b) temperaturę krzepnięcia wody na dnie Rowu Mariańskiego (h = -11030 m).
Wykorzystaj następujące dane: ∆
par
H
o
(H
2
O) = 44 kJ
.
mol
-1
, ∆
top
H
o
(H
2
O) = 6 kJ
.
mol
-1
,
d(H
2
O
(c)
) = 1000 kg
.
m
-3
, d(H
2
O
(s)
) = 917 kg
.
m
-3
. Dla potrzeb tego zadania przyjmij,
że wszystkie podane wartości są stałe.