Ασκήσεις - Προβλήματα

α. Πρώτος Θερμοδυναμικός νόμος

12. Να συμπληρώσετε τα κενά στις ακόλουθες προτάσεις. α. Σε απομονωμένο σύστημα η εσωτερική ενέργεια παραμένει ………………….. . β. Αέριο σύστημα βρίσκεται σε δοχείο και συμπιέζεται, ενώ συγχρόνως θερμαίνεται με προσφορά θερμότητας από το περιβάλλον. Αποτέλεσμα των μεταβολών αυτών είναι η εσωτερική…………. … του συστήματος να ………………

13. Να χαρακτηρίσετε με ένα Σ όσες από τις επόμενες προτάσεις είναι σωστές και με ένα Λ όσες είναι λανθασμένες. α. Η εσωτερική ενέργεια ενός ανοικτού συστήματος παραμένει σταθερή. β. Η εσωτερική ενέργεια κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή. γ. Σε μια εξώθερμη αντίδραση η μεταβολή της ενθαλπίας είναι θετική (ΔΗ > 0).

14. Αν θεωρήσουμε ότι η αντίδραση που γίνεται στο δοχείο προκαλεί αύξηση του όγκου και της θερμοκρασίας του συστήματος, όπως φαίνεται στο σχήμα: α. τότε παράγεται ή καταναλώνεται έργο, w, από το σύστημα; Αν ναι ποιο είναι το πρόσημα του w; β. έχει προσφερθεί ή απορροφηθεί θερμότητα, q, προς ή από το σύστημα; Αν ναι ποιο είναι το πρόσημο του q;

15. Να σχεδιάσετε το σύστημα όταν: α. έχει προσφερθεί έργο πίεσης - όγκου στο σύστημα β. έχει απορροφηθεί έργο πίεσης - όγκου από το σύστημα.

16. Κατά την αντίδραση: Mg + 2HCl [pic] MgCl2 + H2 που γίνεται σε δοχείο με κινητό έμβολο εκτελείται έργο εκτόνωσης 12 kJ και ελευθερώνεται θερμότητα 30 kJ. Ποια είναι η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος;

17. Αέρια Α(g) και Β(g) βρίσκονται σε δοχείο με κινητό έμβολο. Στο σύστημα προσφέρεται θερμότητα 50 kJ, οπότε τα αέρια αντιδρούν σύμφωνα με τη χημική εξίσωση: A(g) + B(g) [pic] Γ(g) + Δ(g). Κατ’ αυτό τον τρόπο λαμβάνει χώρα εκτόνωση υπό σταθερή πίεση και παράγεται έργο 30 kJ. Να υπολογίσετε τη μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας του συστήματος.

18. Να υπολογίσετε την τιμή της ΔΗο της αντίδρασης: 2Η2S(g) + SO2(g) [pic] 3S(s) + 2H2O(l) χρησιμοποιώντας τις πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού των ενώσεων, που παίρνουν μέρος στην αντίδραση, Η2S(g): -20,6 kJ mol-1, SO2(g): -296,9 kJ mol-1, H2O(l): -285,9 kJ mol-1.

19. α. Nα υπολογίσετε την τιμή της ΔΗο της αντίδρασης: 2Al(s) + Fe2O3(s) [pic] 2Fe(s) + Al2O3(s) χρησιμοποιώντας τις πρότυπες ενθαλπίες σχηματισμού: Fe2O3(s): -822,2 kJ mol-1 και Al2O3(s): 1675,7 kJ mol-1 β. Το μίγμα Al και Fe2O3 ονομάζεται θερμίτης και η θερμότητα που ελευθερώνεται κατά την αντίδραση χρησιμοποιείται για τη θέρμανση, τήξη και στη συνέχεια συγκόλληση σιδηροτροχιών. Πόση θερμότητα θα ελευθερωθεί, αν αντιδράσει πλήρως ποσότητα θερμίτη που περιέχει 1 kg Al και 1,6 kg Fe2O3.