ملف تدريبي: تغيُّرات الطاقة أثناء تمدُّدات الغاز

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على تصنيف عمليات تمدُّد وانكماش الغاز بناءً على التغيُّرات في الحرارة والإنتروبي والإنثالبي والطاقة الداخلية.

س١:

افترض أن هناك عملية يتمدَّد فيها غاز بصورة أديابتية وانعكاسية في ظل ظروف ضغط ثابت، ومقدار الشغل الذي يبذله الغاز في هذه العملية يساوي 10 kJ. ما التغيُّرات في الطاقة الداخلية (𝑈) والإنتروبي (𝑆) للغاز التي ستصاحب هذه العملية؟

  • أΔ𝑈=0، Δ𝑆=10/JK.
  • بΔ𝑈=10kJ، Δ𝑆=0.
  • ج لا يوجد ما يكفي من المعلومات لتحديد قيم Δ𝑈، Δ𝑆.
  • دΔ𝑈=10kJ، Δ𝑆=0.

س٢:

في إحدى العمليات، سُخِّنت عكسيًّا عيِّنة مقدارها 2 mol من غاز مُعيَّن من 275 K إلى 375 K تحت ضغط ثابت مقداره 1 bar، وكان تغيُّر الإنتروبي للغاز Δ𝑆=13.3/JK. ما قيمة Δ𝑆 لعملية تُسخَّن فيها نفس عيِّنة الغاز بصورة غير انعكاسية من 275 K إلى 375 K تحت ضغط ثابت مقداره 1 bar؟

  • أΔ𝑆>13.3/JK
  • بلا يوجد ما يكفي من المعلومات المُقدَّمة للإجابة عن هذا السؤال.
  • جΔ𝑆=13.3/JK
  • دΔ𝑆<13.3/JK

س٣:

أيٌّ من العبارات الآتية غير صحيح؟

  • أيرتبط تأثير جول-طومسون بتغيُّر درجة الحرارة الذي يحدث في الغاز أثناء التوسع المتساوي الإنثالبي للغاز.
  • بيتضمن علم القياسات الحرارية قياس نقل الحرارة أثناء عملية فيزيائية أو كيميائية.
  • جبالنسبة لأي تَغيُّر في الحالة، الشغل الذي يبذله نظام ما في عملية غير انعاكسية دائمًا ما يكون أكبر من ذلك الشغل الذي يبذله في عملية انعاكسية.
  • دوفقًا للقانون الثالث للديناميكا الحرارية، يجب أن يكون الإنتروبي لجميع المواد البلورية تمامًا هو نفسه عند درجة حرارة الصفر المطلق (أي عند 𝑇=0K).

س٤:

توجد حاوية بجدران صُلبة وأديباتية مُثبَّت بها حاجز يقسم الحاوية إلى حجرتين (حجم إحداهما ضِعف حجم الأخرى). تحتوي الحجرة الكبرى على 2 mol من عيِّنة من N()2g عند 298 K وضغط 1 bar، وتحتوي الحجرة الصغرى على 1 mol من عيِّنة من He()g عند 298 K وضغط 1 bar. أُزِيل الحاجز بين الحجرتين وسُمِح باختلاط الغاز N2 والغاز He. كانت عملية الاختلاط ثابتة الحرارة وأديباتية. بافتراض سلوك الغازين على نَحْوٍ مثالي، كيف يكون Δ𝑈 (التغيُّر في الطاقة الداخلية)، Δ𝐻 (التغيُّر في الإنثالبي)، Δ𝑆 (التغيُّر في الإنتروبي) الذي يُصاحِب عملية الخلط تلك؟

  • أΔ𝑈=0، Δ𝑆=15.88/JK، ولا توجد معلومات كافية لتحديد Δ𝐻.
  • بΔ𝑈=0، Δ𝐻=0، Δ𝑆=15.88/JK
  • جΔ𝑈=Δ𝐻=Δ𝑆=0
  • دΔ𝑈=0، Δ𝐻=0، Δ𝑆=15.88/JK

س٥:

يغلي الميثانول عند درجة حرارة 337.2 K تحت ظروف الضغط القياسية (𝑃=1)bar، وإنثالبي التبخُّر القياسي Δ𝐻=35.27/vapkJmol. ما مقدار إنتروبي التبخُّر القياسي للميثانول؟

  • أ104.6 J/K⋅mol
  • ب104.6 J/K⋅mol
  • جالمعلومات المُتوفِّرة ليست كافية للإجابة عن هذا السؤال.
  • د104.6×10 J/K⋅mol
  • ه104.6 kJ/K⋅mol

س٦:

ما مقدار الإنتروبي المولاري القياسي 𝑆 لذرات الأكسجين عند 298 K (بافتراض أنها تتصرَّف باعتباها غازًا مثاليًّا)؟

  • أ1.43 J/K⋅mol
  • ب143.4 J/K⋅mol
  • ج143.4 J/K⋅mol
  • د1‎ ‎550 J/K⋅mol

س٧:

إنثالبي التبخُّر للميثانول يكون مقداره 35.27 kJ/mol عند درجة غليانه الطبيعية 64.1℃. ما مقدار إنتروبي التبخُّر للميثانول (Δ𝑆)vap عند درجة الحرارة هذه؟ وما مقدار التغيُّر في الإنتروبي في الوسط المحيط (Δ𝑆)surroundings عندما يتبخَّر مول من الميثانول عند درجة حرارة 64.1℃ وضغط 1 bar؟

  • أΔ𝑆=104.6/vapJKmol للميثانول، Δ𝑆=104.6/surroundingsJKmol
  • بΔ𝑆=104.6/vapJKmol للميثانول، Δ𝑆=104.6/surroundingsJKmol
  • جΔ𝑆=550.2/vapJKmol للميثانول، Δ𝑆=0surroundings
  • دΔ𝑆=104.6/vapJKmol للميثانول، Δ𝑆=0surroundings

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.