Lezione V TERMOCHIMICA 2 & DIFFERENZIALI Termodinamica chimica a.a Termodinamica chimica a.a

2 Esercizio 1 A partire dalla loro scoperta nel 1985, i fullereni sono stati studiati da molti ricercatori. Kolesov et al. Hanno riportato i loro risultati circa lentalpia standard di formazione e di combustione del C 60 cristallino, sulla base di misure calorimetriche (J. Chem. Thermodynamics 28, 1121 (1996)). Viene riportata lenergia interna standard di combustione ( kJ g -1 a 298 K). Calcolare Δ c H° e Δ f H° del C 60 a partire da questi dati. La reazione di combustione è data da

3 Esercizio 1 Non essendoci variazioni nel numero di moli gassose, Δ c H° = Δ c U°. Per calcolare il Δ f H° ricordiamo che:

4 Esercizio 2 Il glucosio e il fruttosio sono zuccheri semplici con formula molecolare C 6 H 12 O 6. I saccarosio (lo zucchero che comunemente usiamo) è uno zucchero complesso con formula molecolare C 12 H 22 O 11, e consiste in una molecola di glucosio, legata covalentemente ad una di fruttosio (come risultato della reazione tra glucosio e fruttosio per formare saccarosio, viene liberata una molecola di H 2 O). Calcolare lenergia liberata quando una tavoletta di saccarosio di 1.5 g viene bruciata allaria. Sono dati: Δ f H°(glucosio) = kJ mol -1 Δ f H°(saccarosio) = kJ mol -1 Δ f H°(H 2 O) = kJ mol -1 Δ f H°(CO 2 ) = kJ mol -1

5 Esercizio 2 La reazione di combustione del saccarosio è data da: Lentalpia standard di combustione del saccarosio è data da: Il calore prodotto in una reazione di combustione è dato da:

6 Esercizio 2 A che altezza può salire un uomo di 65kg utilizzando lenergia fornitagli da una tavoletta di zucchero di 1.5g se si assume che il 25% dellenergia è disponibile per compiere lavoro?

7 Esercizio 2 La massa di una tavoletta di glucosio è 2.5 g. Calcolare il calore liberato dalla combustione di una tavoletta di glucosio. La reazione di combustione del glucosio è data da: Lentalpia standard di combustione del glucosio è data da:

8 Esercizio 2 A che altezza può salire un uomo di 65kg utilizzando lenergia fornitagli da una tavoletta di glucosio di 2.5g se si assume che il 25% dellenergia è disponibile per compiere lavoro?

9 Esercizio 3 Quale è il differenziale totale di Calcola inoltre le derivate seconde.

10 Esercizio 4 Esprimi come derivata seconda di U e trova la sua relazione con. Da questa relazione dimostra che per un gas ideale. Quindi

11 Esercizio 4 Per un gas ideale. Quindi

12 Esercizio 4 bis Esprimi come derivata seconda di H e trova la sua relazione con. Da questa relazione dimostra che per un gas ideale. etc.,etc.etc…

13 Esercizio 5 Per un gas di van der Waals Calcolare ΔU m per lespansione isoterma reversibile dellargon da 1 L a 22.1L a 298 K. Calcolare inoltre q e w. a=1.352L 2 atm 2 mol -2 U è una funzione di V, T e p. Ma poichè lequazione di stato lega tra loro queste tre variabili, è possibile esprimerla in funzione solo di due U(V,T), U(V,p), U(T,p)

14 Esercizio 5 In un processo isotermo dT=0, quindi

15 Esercizio 5 Per un gas di van der Waals Quindi

16 Esercizio 6 La compressibilità isoterma del rame a 293K è 7.35x10 -7 atm -1. Calcolare la pressione che si deve esercitare per ridurre la sua densità dello 0.08%.

17 Esercizio 6

18 Esercizio 7 Nel 1995 è stato valutato un aumento di temperatura entro il 2100 di °C. La stima più probabile è quella di un aumento di 2 °C. Prevedere laumento del livello del mare dovuto allespansione termica dellacqua per un aumento di temperatura di 1°C, 2°C e 3.5°C, sapendo che il volume degli oceani è 1.37x10 9 Km 3 e che la superficie è di 361x10 6 km 2. Il coefficiente di espansione termica è dato da

19 Esercizio 7 Per un aumento di 2°C Per un aumento di 1°C

20 Esercizio 7 Per un aumento di 3.5°C

21 Esercizio 8 Ricavare la relazione Dallespressione del differenziale totale di U(T,V).

22 Esercizio 8 Per U=cost, dU=0.