Termodinamica II

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ESERCIZIO 1 Si è messo in contatto con un fornello un grande recipiente contenente acqua e a 25°C sono stati trasferiti all’ acqua in maniera reversibile 100J di energia sottoforma di calore. Calcolare la variazione di entropia dell’acqua. SVOLGIMENTO Mentre si fornisce calore al sistema, la temperatura rimane costante, perciò la variazione di entropia è data dalla seguente formula: S = qrev/T Sappiamo che : qrev= 100J (calore fornito al sistema) T = 25°C = 298K Quindi si ha: S = 100J/298K = +0,336 JK-1 L’entropia dell’acqua aumenta per effetto dell’afflusso di calore ESERCIZIO 2 La temperatura di un campione di azoto gassoso del volume di 20,0 L a 5,00 kPa viene aumentata da 20°C a 400°C a volume costante. Quale sarà la variazione di entropia dell’azoto? La capacità termica molare dell’azoto a volume costante è CV,m =20,81JK-1mol-1 Supponete che il gas abbia comportamento ideale SVOLGIMENTO Poichè la temperatura aumenta, ci aspettiamo un aumento dell’entropia. La variazione di temperatura avviene a volume costante, perciò la variazione di entropia sarà: S = n CV,m ln (T2/T1) Conosciamo lo stato iniziale del gas, (P1, V1, T1), calcoliamo quindi il numero di moli di azoto utilizzando l’equazione di stato dei gas ideali. Poichè V è espresso in litri e P in kilopascal R = 8,3145 L x kPa x K-1 x mol-1 (1J = 1 Pa x m3 1 m3 = 103 L 8,31J/(Kxmol) = 8.31 (Pa x m3)/(Kxmol) = 8.31 (KPa x L)(Kxmol)) PV = nRT n = PV/RT = (5,00 kPa x 20,0 L)/ ( 293K x 8,3145 L x kPa x K-1 x mol-1) = 0,041 mol Segue che: S = 0,041 mol x 20,81JK-1mol-1 ln (673 K/293K) = 0,710 J/K Energia libera ESERCIZIO 3 L' entalpia molare di fusione dell'ammoniaca solida è 5.65 kJ mol-1 e la sua entropia molare di fusione è 28.9 J K-1 mol-1. a) Calcolare la variazione dell'energia libera di Gibbs per la…