Sprawdź się

Pokaż ćwiczenia:

Ćwiczenie 1

Wyjaśnij, czego dotyczy poniższe zdanie.

„Energia układu izolowanego jest stała”.

RwIxzCys8easW

Odpowiedź:

R19NQU9RfpXuJ1

Ćwiczenie 2

Oceń prawdziwość poniższych zdań.

Zdanie	Prawda	Fałsz
Energia wewnętrzna oznacza całkowitą energię danego ciała. Składają się na nią energie ruchów, drgań cząsteczek i atomów, oddziaływań między elektronami oraz jądrami atomowymi, a także między protonami i neutronami w jądrze.	□	□
Układem są wszystkie elementy zewnętrzne, które nie biorą udziału w danej reakcji chemicznej, a otoczenie stanowią reagenty biorące udział w danej reakcji chemicznej.	□	□
Układ izolowany jest układem, który nie wymienia z otoczeniem materii chemicznej, lecz może wymieniać energię.	□	□
Przemiana izochoryczna to przemiana, która zachodzi bez zmiany objętości układu (V = const).	□	□

Ćwiczenie 3

RWqoL0GkU9Y9X1

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Rj0IGdxCeifMO

Ćwiczenie 4

ReakolUaXUfsT1

Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

R1Vn29l6KVQyf

Ćwiczenie 5

W trakcie prasowania T‑shirtu przez ucznia, żelazko podgrzało tkaninę energią 165 J, a tarcie o materiał dostarczyło dodatkowe 11 J, przy założeniu, że obyło się bez strat energii. Oblicz, ile wynosi energia wewnętrzna T‑shirtu.

R60Kbxlf28YVf

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

R1C1y3ABgdPp5

∆ U = Q + W

∆ U = 165 J + 11 J = 176 J

Ćwiczenie 6

Oblicz pracę, jaką wykona układ podczas przemiany izobarycznej w reakcji:

2 {SO}_{3 (g)} \to 2 {SO}_{2 (g)} + O_{2 (g)}

Reakcja biegnie w ciśnieniu 1000 hPa oraz temperaturze 298,15 K. Objętość molowa gazów w tych warunkach wynosi 24,79 ${dm}^{3}$ .

R1dJcNnQHOTY9

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

R1Acuc0jVoi8g

W powyżej reakcji mamy do czynienia ze zmianą objętości substratów z dwóch na trzy objętości produktów. Aby obliczyć zmianę objętości, musimy obliczyć objętość początkową i końcową:

V_{p} = 2 \cdot 24,79 {dm}^{3} = 49,58 {dm}^{3} = 0,04958 m^{3}

V_{k} = 3 \cdot 24,79 {dm}^{3} = 74,36 {dm}^{3} = 0,07436 m^{3}

Δ V = 0,07436 m^{3} - 0,04958 m^{3} = 0,02479 m^{3}

$W = - (p \cdot Δ V)$ – wzór na pracę zapisujemy ze znakiem ujemnym, ponieważ układ wykonuje pracę, czyli traci część energii.

W = - (100000 Pa \cdot 0,02479 m^{3}) = - 2479 J = - 2,479 kJ

Ćwiczenie 7

Oblicz, jaka praca zostanie wykonana podczas pękania słoika z zamarzającą w nim wodą (500 g), wiedząc, że pod ciśnieniem 101325 Pa w temperaturze 0ºC lód ma gęstość 0,9167 $\frac{g}{ml}$ , a woda ciekła 0,9998 $\frac{g}{ml}$ .

R1d8UxFJVYxhR

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

RsNFJ7430kYVe

Wzór na gęstość:

d = \frac{m}{V}

Aby obliczyć zmianę objętości, musimy obliczyć objętość początkową i końcową:

Δ V = V_{l o d u} - V_{w o d y} = {\frac{m}{d}}_{l o d u} - {\frac{m}{d}}_{w o d y} = m ({\frac{1}{d}}_{l o d u} - {\frac{1}{d}}_{w o d y})

m = 500 g

Δ V = 500 g \cdot (\frac{1}{0,9167} - \frac{1}{0,9998}) [\frac{g}{ml}] = 45,3 ml

45,3 ml = 45,3 {cm}^{3} = 0,0000453 m^{3}

W = - (p \cdot Δ V)

W = - (101325 Pa \cdot 0,0000453 m^{3}) = - 4,59 J = - 0,00459 kJ

Ćwiczenie 8

W reakcji 0,05 mola ${HCl}_{(a q)}$ z 0,05 mola ${NaOH}_{(a q)}$ w sposób ilościowy powstaje 0,05 mola ${NaCl}_{(a q)}$ . Reakcja ta przebiega z wydzieleniem 2,9 kJ ciepła. Napisz zrównoważone równanie termochemiczne w odniesieniu do 1 mola HCl i oblicz, ile ciepła ( $∆ H$ ) wydziela się w czasie jej przebiegu.

R183d5ltoBNhQ

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

R15A6XZWJ2sLF

Reakcja przebiega równomolowo. Aby wykonać zadanie, oblicz ile ciepła wydziela się podczas reakcji 1 mola $HCl$ .

{HCl}_{(aq)} + {NaOH}_{(aq)} \to {NaCl}_{(aq)} + H_{2} O_{(c)}

W powyższym równaniu reagenty są w takim samym stosunku stechiometrycznym, jak wynika to z treści ćwiczenia. Ilość kwasu można więc wykorzystać do obliczenia zmiany ciepła wydzielanego w trakcie reakcji. Zatem:

∆ H = 1 mol HCl \cdot (\frac{- 2,9 kJ}{0,05 mola} HCI) = - 58 kJ

Postać równania jest następujaca:

{HCl}_{(aq)} + {NaOH}_{(aq)} ⟶ {NaCl}_{(aq)} + H_{2} O_{(c)}

∆ H = - 58 kJ

Ćwiczenie 9

Jeden mol gazu doskonałego w warunkach normalnych wykonuje cykl odwracalny (rysunek poniżej). W trakcie przemiany następuje dwukrotne zwiększenie ciśnienia przy jednoczesnym braku wymiany ciepła z otoczeniem.

R1YpoDcrSIL2i

Ilustracja — Rysunek do ćwiczenia nr 9
Źródło: GroMar sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Jeden mol gazu doskonałego w warunkach normalnych wykonuje cykl odwracalny. W trakcie przemiany następuje dwukrotne zwiększenie ciśnienia przy jednoczesnym braku wymiany ciepła z otoczeniem. Na wykresie zależności ciśnienia $V$ przedstawiono cykl od punktu 2 do punktu 3, odcinek B, który jest równoległy do osi Y reprezentującej ciśnienie gazu doskonałego. Dalej od punktu 3 do punktu 1 poprowadzono dłuższy odcinek C w prawo, który to równoległy jest do osi X reprezentującej temperaturę. Ostatnia wklęsła, łukowata krzywa poprowadzona od punktu 1 do puntu 2 oznaczona jako A.

RPEsvoAqTaeJ4

Określ rodzaj przemian A, B i C.

przemiana izochoryczna, przemiana izobaryczna, przemiana adiabatyczna

Przemiana A
Przemiana B
Przemiana C

RM0dVDbfu8TBQ

Odpowiedz, ile wynosi ∆H i ∆U dla tego cyklu oraz oblicz, ile wynosi temperatura w punkcie 3, wiedząc, że w punkcie 2 wynosi 360 K.

Rozwiązanie oraz odpowiedź zapisz w zeszycie do lekcji chemii, zrób zdjęcie, a następnie umieść je w wyznaczonym polu.

RV5dW5ZL4Gg1N

Dla przemiany adiabatycznej $∆ Q = 0$ .

Dla przemiany izochorycznej $V = c o n s t$ .

Dla przemiany izobarycznej $p = c o n s t$ .

$∆ H$ i $∆ U$ są funkcjami stanu, zatem dla cyklu $∆ H$ i $∆ U$ są równe 0.

Obliczenia temperatury w punkcie 3:

W punkcie 3 ciśnienie osiąga wartość ciśnienia początkowego. Dla przemiany izochorycznej (B) mamy:

\frac{p_{2}}{T_{2}} = \frac{p_{3}}{T_{3}}

T_{3} = \frac{p_{3} \cdot T_{2}}{p_{2}} = 0,5 \cdot T_{2} = 180 K

Ćwiczenie 10

W cylindrze znajduje się gaz, który jest zamknięty od góry ruchomym tłokiem obciążonym masą M. Boczne ścianki tego naczynia dobrze izolują układ od otoczenia, a jego dolna ścianka dobrze przewodzi ciepło. Wzór $F=PA$ jest wzorem na siłę, jaka oddziałuje na tłok. Całość jest umieszczona nad palnikiem z regulowanym strumieniem ognia (temperatura otoczenia). Odpowiedz, jakiego typu przemiany termodynamicznej dotyczą opisane poniżej podpunkty, odnoszące się do gazu umieszczonego w tym naczyniu (rys.).

R1Nc9MRRnbdbG

Ilustracja przedstawiająca naczynie, w którym znajduje się gaz doskonały, naczynie zabezpieczone jest ruchomym tłokiem. Pod naczyniem znajduje się palnik. Zaznaczona objętość naczynia V1 oraz siła F = PA działająca na ruchomy tłok. — Rysunek do ćwiczenia nr 10
Źródło: GroMar Sp. z o.o., licencja: CC BY-SA 3.0.

Gaz początkowo znajdował się w stanie równowagi, a więc jego temperatura była równa temperaturze otoczenia. Natomiast ciśnienie musiało być takie, aby ciężar tłoka został zrównoważony. Wybierz poprawną odpowiedź:

R1Z9rcCW5XQZG

1. Z jaką przemianą będziemy mieć do czynienia, jeśli równomiernie i małymi odważnikami zaczniemy zmniejszać obciążenie tłoka?

Jest to przemiana izotermiczna. Zmianie ulega tutaj obciążenie tłoka, dlatego ciśnienie gazu będzie musiało być mniejsze, żeby zrównoważyć zmiany masy tłoka.
Jest to przemiana izobaryczna. Mamy tutaj do czynienia ze zmianą temperatury otoczenia i układu oraz ciśnienia.
Jest to przemiana izochoryczna. Mamy tutaj do czynienia ze zmianą temperatury otoczenia i układu, a ciśnienie pozostaje takie samo, ponieważ obciążenie tłoka pozostaje niezmienione.
Jest to przemiana adiabatyczna. Zmianie ulega tutaj obciążenie tłoka, dlatego ciśnienie gazu będzie musiało być mniejsze, żeby zrównoważyć zmiany masy tłoka.

RzN6rMvAFFKVW

2. Z jaką przemianą zmierzy się prezentowany układ, jeśli zwiększy się strumień ognia w palniku?

Jest to przykład przemiany izobarycznej. Mamy tutaj do czynienia ze zmianą temperatury otoczenia i układu, a ciśnienie pozostaje takie samo, ponieważ obciążenie tłoka pozostaje niezmienione.
Jest to przykład przemiany izochorycznej. Mamy tutaj do czynienia ze zmianą temperatury otoczenia i układu, a ciśnienie pozostaje takie samo, ponieważ obciążenie tłoka pozostaje niezmienione.
Jest to przykład przemiany izobarycznej. Mamy tutaj do czynienia ze stałą temperaturą otoczenia i układu, a ciśnienie się zmienia.
Jest to przemiana izotermiczna. Zmianie ulega tutaj obciążenie tłoka, dlatego ciśnienie gazu będzie musiało być mniejsze, żeby zrównoważyć zmiany masy tłoka.

R10DIjuyGEJrz

Odpowiedź:

Film samouczek

Dla nauczyciela