שאלות לתרגול בתרמודינמיקה (תרגילים בתרמודינמיקה)

תרגילים בתרמודינמיקה

 

1. נתונה הריאקציה: H_2(g)  +  I_2(g)              2HI_(g).  לתוך כלי  סגור בטמפרטורה של 444°C הוכנסו הגזים בלחצים החלקיים הבאים:

 p(HI) = 3.0 atm,    p(H₂) = p(I₂) = 0.3 atm

          עם התקדמות הריאקציה, הלחצים החלקיים משתנים עד שהמערכת מגיעה לשיווי משקל.  מהו  DG של המערכת?  ידוע שבטמפרטורה זו, קבוע שיווי המשקל של התהליך   K_p = 53?

א.      -3785 cal

ב.       -904 cal

ג.       904 cal

ד.       1071 cal

 

2. לפניכם מספר מערכות שבהם מתבצעת עבודת התפשטות של גז אידיאלי. סמנו את המערכת בה מתבצעת העבודה הרבה ביותר של המערכת על הסביבה.

א.      התפשטות הפיכה של מול אחד של גז אידיאלי ב-300°C המלווה בירידה של הלחץ פי 100.

ב.       התפשטות איזותרמית של גז אידיאלי כתוצאה מכניסת חום של 4000 קלוריות לתוך המערכת.

ג.       מערכת בטמפרטורה של 37°C ו-1atm, בה  1kg של גלוקוז מתפרקים לפי הריאקציה הבאה:

C₆H₁₂O_6(s)  →  2C₂H₅OH(l)  +  2CO_2(g)

• התפשטות בלחץ קבוע של מול אחד של גז אידיאלי הנמצא בתנאי STP, המחומם עד לטמפרטורה של 788°C.

 

3. סטודנט ביצע שורה של ניסויים בהם הוא מדד ערכים של הקבוע הקינטי של ריאקציה מסוימת בטמפרטורות שונות. הנתונים  הועלו על גרף של  ln k כנגד 1/T.  קו המגמה הליניארי,  עם ההתאמה הטובה ביותר לתוצאות הניסוייות חושב  והמשוואה שהתקבלה היא  Y = -2525.9X +26.533.   מהי אנרגיית האקטיבציה של התהליך הנ"ל?

א.      89 kJ/mol

ב.       10.7 kJ/mol

ג.       21 kJ/mol

ד.       0.88 kJ/mol

 

4. נתונה האינפורמציה הבאה:

1/2N_2(g)  +  3/2H_2(g)  ®  NH_3(g)                            DH⁰₁

NH_3(g)  +  5/4O_2(g)  ®  NO_(g) + 3/2H₂O_(l)             DH⁰₂

H_2(g)  +  1/2O_2(g)  ®  H₂O_(l)                                 DH⁰₃

          לאור האינפורמציה הזו, מה יהיה ערכו של  DH⁰ של התהליך הבא:

N_2(g)  +  O_2(g)  ®  2NO_(g) 

א.      DH⁰₁  +  DH⁰₂  +  DH⁰₃

ב.       2DH⁰₁  + 2DH⁰₂  –  3DH⁰₃

ג.       3DH⁰₃  –  2DH⁰₁  –  2DH⁰₂

ד.       2DH⁰₁  –  2DH⁰₂  –  3DH⁰₃

 

5. בהתפשטות אדיאבטית, (אין מעבר של חומר וחום בין המערכת לסביבה) של גז אידיאלי כנגד לחץ חיצוני של 1 אטמוספירה, ניתן לומר ש:

א.      W = 0,   Q = 0,   DE = 0,    הטמפרטורה של הגז קבועה.

ב.       W < 0,   Q > 0,   DE = 0,    הטמפרטורה של הגז קבועה.

ג.       W > 0,   Q < 0,   DE > 0,    הטמפרטורה של הגז עולה.

ד.       W < 0,   Q = 0,   DE < 0,    הטמפרטורה של הגז יורדת.

 

6. ב- 298°K הריאקציה הרשומה להלן היא ריאקציה אנדותרמית:

  SOCl_2(l)  +  H₂O_(l)                           SO_2(g)  +  2HCl_(g)

          כאשר המערכת מגיעה לשיווי משקל יש עדיפות ברורה לתוצרים.  סמן/ני את המשפט הנכון:

א.      הריאקציה בין SOCl₂  נקי לבין מים מזוקקים איננה ספונטאנית ב- 298°K.

ב.       שינוי האנטרופיה של המערכת ב- 298°K הוא שלילי.

ג.       שינוי האנטרופיה של המערכת ב- 298°K הוא חיובי.

ד.       אין מספיק נתונים שעל פיהם ניתן לדעת אם שינוי האנטרופיה של המערכת ב- 298°K חיובי או שלילי.

 

הקובץ כולל את התשובות