Problemes Tema 4 (amb respostes) (2009)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ciencias Ambientales - 2º curso
Asignatura Termodinàmica i Cinètica química
Año del apunte 2009
Páginas 2
Fecha de subida 25/05/2014
Descargas 2
Subido por

Vista previa del texto

TERMODINÀMICA I CINÈTICA QUÍMICA Ciències ambientals. 2007/08 Lliçó 4. ESPONTANEÏTAT I ENERGIA LLIURE 1. Discuteix quin serà el signe de ∆S en els següents processos: a) b) c) d) H2O (g) → H2O (l) H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O (l) I2 (s) → I2 (g) Na (s) + ½ Cl2(g) → NaCl (s) 2. Pels processos següents, indica si ∆A i ∆G són positius, zero ó negatius: a) fusió reversible del benzè sòlid a 1 atm en el punt de fusió normal b) fusió reversible de gel a 1 atm i 0°C c) expansió reversible isotèrmica d'un gas ideal 3. Veritat o fals? a) ∆G és sempre zero en els processos reversibles en sistemes tancats capaços de realitzar només treball P-V b) L'energia de Gibbs d'un sistema tancat amb treball només P-V és sempre mínima en l'equilibri c) El treball realitzat per un sistema tancat pot excedir la disminució d'energia interna del sistema d) ∆G ha de ser negativa en un procés irreversible, isotèrmic i isobàric en un sistema tancat capaç d'efectuar només treball P-V e) Gsist + Gent és constant per a qualsevol procés f) ∆S és positiu en tot procés irreversible g) ∆Ssist + ∆Sent és positiu en tot procés irreversible h) L'entropia S d'un sistema tancat amb treball només P-V és sempre màxima a l'equilibri.
4. Una mostra d'un mol de gas ideal monoatòmic a una temperatura inicial de 298 K i ocupant un volum de 10 l, s'expandeix fins un volum final de 20 l, tot i mantenint la temperatura de l'entorn igual a 298 K, de dues maneres diferents: a) isotèrmicament i reversible; b) isotèrmicament contra una pressió constant de 0.50 atm. Per a cada procés, calcula ∆Ssist, ∆Sentorn, ∆H, ∆T, ∆A i ∆G.
Dades: CV,m = 3/2 R R: a) ∆Ssist =5.76 J K-1; ∆Sentorn = -5.76 J K-1; ∆H = 0; ∆T = 0; ∆A = -1.71 kJ; ∆G = -1.71 kJ b) ∆Ssist =5.76 J K-1; ∆Sentorn = -1.71 J K-1; ∆H = 0; ∆T = 0; ∆A = -1.71 kJ; ∆G = -1.71 kJ 5. Calcula ∆Gm pels següents processos: a) augment de pressió d'1.0 bar a 2.0 bar de gel a -10° C.
b) augment de pressió d'1.0 bar a 2.0 bar de vapor d'aigua a 298 K. Considera comportament de gas ideal.
Compara qualitativament els resultats representant-los en una gràfica P-V.
Dades: ρ(gel) = 917 kg/m3 R: a) 2.0 J mol-1 b) 1.7 kJ mol-1 6.
L'increment d'energia lliure de Gibbs d'un cert procés a temperatura i pressió constants segueix l'expressió ∆G/J = -85,40 + 36.50(T/K). Calcula el valor de ∆S pel procés.
R: -36,5 J K-1 7. a) Suposem que un cert ocell té una massa de 30 g. Quina és la mínima massa de glucosa que ha de consumir per a volar fins a una branca 10 m per sobre del terra? b) Un cervell humà funcionant intensament treballa a 25W (1W = 1 J s-1). Quina massa de glucosa ha de consumir per a mantenir aquest treball durant una hora? Dades: La variació d'energia lliure de Gibbs corresponent a l'oxidació d'1 mol de glucosa (C6H12O6) a diòxid de carboni i vapor d'aigua a 25°C és -2828 kJ.
R: a) 0.18 mg b) 5.7 mg ...