1. (W2) Egy gáz mozgatható dugóval zárt edényben van, amelynek fala adiabatikus. A rendszerben az adiabaták egyenlete p2V5 = állandó. A rendszer négy állapotát vizsgáljuk, ezeket A, B, C, D-vel jelöljük. A→D és C→B izochor, A→C és D→B izobár folyamatok, az A és a B pont egy adiabatára esik. Határozd meg a rendszeren végzett munkát és a nettó hőközlést az A→B folyamatban! (A "→" jelek a p V síkon egyenes szakaszokat jelentenek.) További adatok: pD = 0,098 kPa, VD = 3,000 dm3 és VC = 48,000 dm3.
2. (W3) Egy gázkeverék három folyamatból álló cikluson megy át (A→B→C→A). Az A és B pontok között a rendszert a p / MPa = 0,590 + 15,0·V2 / m6 görbén mozgatjuk, az C→A folyamat izobár, a B→C izochor. A rendszer belsőenergia-függvénye: U = 3,5 pV + U0, további adatok: pC = 0,614 MPa, VC = 0,050 m3. Számold ki a munkavégzést, a hőközlést és a belső energia megváltozását a B→C részfolyamatban!
3. (A1) Egy rendszer fundamentális egyenlete: s / R = ln(u2,5A·v), ahol R az egyetemes gázállandó, A pozitív konstans. Határozd meg a v(p,T) állapotegyenletet és ez alapján add meg a 2,50 mol anyagmennyiségű rendszer térfogatát 110 kPa nyomáson és 290 K hőmérsékleten!
4. (E1) Két rendszer a következő állapotegyenletekkel rendelkezik (R az egyetemes gázállandó): 2U1 = 3RN1T1 és 2U2 = 5RN2T2. A két rendszer hővezető fallal van elválasztva, az anyagmennyiségek n1 = 2,30 és n2 = 3,10 mol, kezdetben a hőmérséklet a két tartályban T1 = 295 ill. T2 = 330 K. Határozd meg a rendszer egyensúlyi hőmérsékletét!
5. (E3) Három gázzal töltött henger (A, B és C) balról jobbra sorban, koncentrikusan van rögzítve egy, a környezetétől izolált tartályban. A bal, és C jobb oldali feneke rögzített, a hengerek többi nyílása szabadon mozgatható dugókkal van lezárva. A jobb és B bal oldali dugóját egy merev rúd köti össze, hasonlóképpen B jobb és C bal dugójához, az összekötött dugók csak együtt mozoghatnak. A hengerek keresztmetszete rendre 0,6, 2,6 és 1,7 dm2. A hengerek fala, a dugók és az összekötő rudak ideális hővezetők. Az egyensúly beállása után a C hengerben 130,0 kPa nyomást mértünk. Mekkora az egyensúlyi nyomás az A hengerben?
6. (M2) Add meg annak a rendszernek a hőkapacitását T = 260 K, v = 37,0 dm3/ mol állapotban, amelynek fundamentális egyenlete u = A·v2exp(s / R)!
7. (M3) Egy gázelegy állandó nyomáson mért moláris hőkapacitásának hőmérsékletfüggését 120 kPa nyomáson 200 K és 1000 K között a cp / (J·mol1·K1) = 52,80 6,20·104 T / K + 2,40·1011 T 3 / K3 összefüggés írja le. Számítsd ki a hőmennyiséget, amellyel 3,50 mol gázelegyet 120 kPa nyomáson 400,0 K-ről 725,0 K-re melegíthetünk.
8. (Q2) Egy körfolyamat négy "fordulópontjának" termodinamikai adatait tüntettük fel az alábbi táblázatban. Számold ki a körfolyamat hatásfokát!
Állapot | T / °C | p / kPa | v / dm3mol1 | u / kJ mol1 | s / J K1mol1 |
1 | 600 | 8560 | 0,8481 | 58,660 | 127,5 |
2 | 600 | 1550 | 4,684 | 59,272 | 141,0 |
3 | 125 | 51,27 | 0,006550 | 49,100 | 141,0 |
4 | 125 | 221,3 | 14,96 | 45,478 | 127,5 |
9. (C1) A propanol gőznyomása 20,0 °C-on 1650,0 Torr, párolgási entalpiája 21,0 kJ/mol. Becsüld meg azt a hőmérsékletet, amelyiken a gőznyomás 620,0 Torr.
10. (C2) A fehér ón olvadáshője a normál olvadáspontján (231,9 °C) 7,03 kJ/mol. A fehér ón sűrűsége ebben a tartományban 7,36 g/cm3 a szilárd és 6,99 g/cm3 a folyadék fázisban. Becsüld meg az olvadáspontot 380,0 atm-n.
11. (C4) A etanol (M = 46,0 g/mol) gőznyomását különböző hőmérsékleteken az alábbi táblázat tartalmazza. Határozd meg a etanol párolgási entalpiáját!
T / °C | -31,3 | 63,5 | 78,4 | 97,5 | 126,0 |
p / Torr | 1,0 | 400,0 | 760,0 | 1520,0 | 3800,0 |
12. (C5) A aceton (M = 58,0 g/mol) gőznyomása 78,6 °C-on 1520,0 Torr, 144,5 °C-on 7600,0 Torr. Mekkora a aceton normális forráspontja?
13. (C6) A hármaspontja közelében a folyékony ill. a szilárd széndioxid gőznyomását a következő egyenletek adják meg: ln(p / Pa) = 21,67 1843,9T 1 / K1 ill. ln(p / Pa) = 26,47 2883,1T 1 / K1. Mekkora az széndioxid hármasponti nyomása és hőmérséklete? Mekkora a párolgás-, olvadás- és a szublimációs hő a hármaspontban?
14. (P1) Egy víz-etanol keverékben, ahol az etanol móltörtje 0,3731, a két folyadék moláris térfogata 16,8855 cm3/mol illetve 57,2600 cm3/mol. Mennyi 0,50 kg oldat térfogata?
15. (P2) Egy 5,5 literes edény két egyenlő részre van osztva. A bal oldalon hélium van 0,90 atm nyomáson 29,0 °C-on, a jobb oldalon pedig argon ugyanilyen nyomáson és térfogaton. Számold ki a keveredés szabadentelpia-változását.
16. (V1) A benzol (A) gőznyomása 1050,9 Torr, a meta-xilolé (B) 159,2 Torr 90 °C-on . Ez a két vegyület ideális folyadék és gőzelegyet képez. Határozd meg az összetételét annak a folyadékelegynek, amelyik 90 °C-on forr 1,65 atm nyomáson!
17. (V4) A toluol (A) gőznyomása 290,2 Torr, a para-xilolé (B) 112,0 Torr 80 °C-on. Ez a két vegyület ideális folyadék és gőzelegyet képez. Határozd meg annak a folyadékelegynek az összetételét, amely az yA = 0,500 összetételű gőzeleggyel van egyensúlyban!
18. (V5) A para-xilol (A) gőznyomása 508,9 Torr, a orto-xilolé (B) 377,0 Torr 120 °C-on. Ez a két vegyület ideális folyadék és gőzelegyet képez. Határozd meg a gőzfázis/folyadékfázis mólarányt, ha zA = 0,90 és xA = -1,511 ?
19. (F1) Mekkora annak az ismeretlen vegyületnek a moláris tömege, amelyből ? g-ot adva mosz g vízhoz az oldószer fagyáspontja 9,0 °C-kal csökken. Az oldószer normál olvadáspontja 273,2 K, olvadáshője 6,01 kJ/mol?
20. (F3) Az antracén olvadáshője 28,8 kJ/mol, olvadáspontja 217,0 °C. Becsüld meg az ideális oldhatóságát xilolban 18,000 °C-on (ρ = 0,860 g/cm3).
21. (F6) Számold ki a orto-xilol krioszkópos állandóját! (A szükséges adatoknak nézz utána!)
22. (F7) A tiszta benzol gőznyomása 60,6 °C-on 400,0 Torr. m g nem párolgó szerves anyagot adva 220,0 g benzolhoz a kapott oldat gőznyomása p Torr 60,6 °C-on. Számold ki az ismeretlen anyag moláris tömegét!
23. (G1) Egy reakcióra 320 K hőmérsékelten K = 6,50. Számold ki a reakció standard szabadentalpia-változását ezen a hőmérsékleten!
24. (G6) Becsüld meg a MgCO3(sz) = MgO(sz) + CO2(g) reakció standard szabadentalpia-változását és egyensúlyi állandóját 700 K-en, feltéve, hogy a reakció standard entalpia- és entrópiaváltozása független a hőmérséklettől! A szükséges adatoknak nézz utána!
25. (G7) Egy gázfázisú reakcióban (5 A + 3 B = 2 C + 3 D) azt találták, hogy 3,75 mol A-t, 2,50 mol B-t és 2,00 mol D-t összekeverve az egyensúlyi gázelegy 0,30 mol C-t tartalmazott 4,5 bar össznyomáson és 300 K-en. Számold ki a reakció standard szabadentalpia-változását!
26. (G8) Számold ki, hányszorosára változik meg a N2O4(g) = 2 NO2(g) reakcióban Kx értéke ha a nyomást 0,8-ről 1,9 barra emeljük állandó hőmérsékleten.
27. (G9) Mennyi annak a reakciónak a standard entalpiaváltozása, amelynek egyensúlyi állandója a hőmérséklet 8,0 K-es emelésével (288,0 K-ről) az eredeti 1,5-szeresére változik?
28. (S1) Számold ki egy 20,00 nm sugarú gömb alakú glicerinben lévő buborék (üreg) belsejében az egyensúlyi gőznyomását 150,00 °C-on. A glicerin normál gőznyomása 0,53 kPa, felületi feszültsége 51,90 mN/m, sűrűsége 1,260 g/cm3.
29. (S3) Számold ki a izopropanol felületi feszültségét 20,0 °C-on, ha ezen a hőmérsékleten a izopropanol 1,07 cm magasra emelkedik egy 1,05 mm belső átmérőjű kapillárisban. A izopropanol sűrűsége ezen a hőmérsékleten 786 kg/m3.
30. (T1) A jód diffúziós együtthatója benzolban 25 °C-on 2,13·109 m2/s. Várhatóan mennyi idő alatt tesz meg egy-egy molekula 22,00 mm-t?
31. (T5) Egy acélgolyó (7540 kg/m3) 1,6 ill. 8,8 s alatt ér át egy csövön, ha az vízzel ill. samponnal van töltve. A víz ill. a sampon sűrűsége 1010 ill. 1090 kg/m3. Számold ki a sampon relatív viszkozitását!
32. (T7) Egy duplaüveges ablakban az üvegek távolsága 5,0 cm. Mekkora a hőáramlás sebessége a 24,0 °C-os szoba és a 5,0 °C-os park között 3,00 m2 ablakfelületen? (κ = 0,024 J K1m1s1)
33. (T8) Számold ki, hogy mekkora nyomás szükséges ahhoz, hogy egy 8,60 m hosszú, 0,90 cm átmérőjű csövön át 300 K-en 9,50 L/h sebességgel áramoljon neon (η = 297 μP). A kiáramló gáz nyomása 1 bar és a gáz térfogatát is ezen a nyomáson mérjük.
34. (L1) Számold ki a 4,25·10-4 mol/kg koncentrációjú K3PO4 oldat közepes aktivitási tényezőjének közelítő értékét 25 °C-on!
35. (L3) Számold ki annak az elektródnak a potenciálját 25 °C-on, amelynek elektronvezetője egy rézdrót, ionvezetője egy 0,40 mol/dm3 koncentrációjú CuSO4 oldat! Az elektród standardpotenciálja 0,340 V.
36. (K2) Számold ki, mekkora a termikus hullámhossz 30,0 ?C-on , 180,0 cm3 F2 molekulát tartalmazó gázban!