Obliczenia w Chemii technicznej nieorganicznej

Lista 2

Wiadomości teoretyczne:

Prawa stanu gazowego. Prawa Ficke’a. I zasada termodynamiki,

Potrzebne stałe do obliczeń proszę wziąć z tablic fizyko-chemicznych.

Zadania:

1. Ile razy ciepło właściwe gazu piorunującego jest większe od ciepła właściwego pary

wodnej otrzymanej przy jego spalaniu? Zadanie rozwiązać dla przypadków:

1) V = const., 2) p = const.

(1,25; 1,31)

2. W zamkniętym naczyniu o objętości 10 dm3 znajduje się powietrze pod ciśnieniem

105 N/m2. Ile ciepła pobierze powietrze, aby ciśnienie w naczyniu wzrosło 5–krotnie?

(104 J)

3. W temperaturze 15,0oC gęstość względna bezwodnego etanolu w stosunku do wody jest

równa 0,7943. Gęstość wody w tej temperaturze jest równa 0,9991 g/cm3. Obliczyć

gęstość, objętość właściwą i objętość molową etanolu w temp. 15,0oC.

(0,7936 g/cm3, 1,260 cm3/g, 58,05 cm3/mol)

4. Gęstość rtęci w temp. 0,0oC i 100,0oC jest odpowiednio 13,5951 g/cm3 i 13,3514 g/cm3.

Obliczyć średnią wartość współczynnika rozszerzalności rtęci. (18,09·10-5 1/K)

5. Aby zmierzyć gęstość cieczy metodą piknometryczną wyznaczono w temp. 20,0oC masę

piknometru: a) pustego m0/g = 8,6734, b) napełnionego wodą m1/g = 18,4721, c)

napełnionego badaną cieczą m2/g = 24,5035. Obliczyć gęstość względną w stosunku do

wody oraz gęstość badanej cieczy w tej temperaturze. Gęstość wody d20,w=0,9982 g/cm3.

(1,6155 oraz 1,6126 g/cm3)

6. Naczynie o pojemności 500cm3 waży po odpompowaniu powietrza 38,7340g, a

39,3135g, gdy jest wypełnione powietrzem o temp 24oC pod ciśnieniem 1atm.

Zakładając, że w tych warunkach powietrze zachowuje się jak gaz doskonały, obliczyć

efektywną masę molową powietrza.

(28,2 g/mol)

7. Gaz zajmuje objętość 500 cm3 w temperaturze 300 K i pod ciśnieniem 992 hPa. Jaką

objętość zajmuje gaz po oziębieniu do temperatury 270 K przy tym samym ciśnieniu?

(4,5·10-4 m3)

8. Do jakiego ciśnienia końcowego należy rozprężyć izotermicznie 0,500 dm3 gazu

znajdującego się pod ciśnieniem 1500 Tr, aby jego objętość wzrosła do 1,500 dm3?

Wynik podać w jednostkach SI.

(66,66 kPa)

9. Oszacować masę tlenu zawartego pod ciśnieniem 20,0 MPa w stalowej butli o objętości

40,0 dm3. Założyć sensowną wartość temperatury otoczenia.

(10,5 kg)

10. Gęstość azotu w warunkach normalnych jest równa 1,250 kg/m3. Pewna ilość azotu

zajmowała w warunkach normalnych objętość 1,500 dm3, a sprężona izotermicznie do

ciśnienia 58,26 MPa miała objętość równą 3,92 cm3. Obliczyć gęstość azotu pod

ciśnieniem końcowym na podstawie danych doświadczalnych oraz korzystając z prawa

Boyle’a-Mariotte’a. Określić błąd względny wynikający z zastosowania modelu gazu

doskonałego w warunkach normalnych i pod ciśnieniem końcowym.

(1,250 g/dm3, 718,6 gdm3, 478 g/dm3, błąd 47,6%)

11. Oblicz współczynnik dyfuzji wodoru w warunkach normalnych. (8,6·10-5 m2/s)

12. Oblicz ilość azotu przechodzącego wskutek dyfuzji przez pole 100 cm2 w ciągu 10 s,

jeśli gradient gęstości w kierunku prostopadłym do powierzchni wynosi 1,26 kg/m4.

Temperatura azotu jest równa 27 oC, a średnia droga swobodna jego cząsteczek –

10-5 cm.

(2,0·10-6 kg)

13. Oblicz współczynnik dyfuzji oraz współczynnik lepkości dynamicznej powietrza pod

ciśnieniem 1013 hPa i w temperaturze 10 oC. Średnicę cząsteczki powietrza przyjąć

równą 3·10-10 m.

(8,4·10-5 m2/s)

Opracowała:

dr M. Klakočar-Ciepacz