Задание для самостоятельной работы
по физической химии
для студентов группы ______.
(г. Белорецк)

А. Г. Стромберг и др. "Сборник задач
по химической термодинамике",
М. – ВШ, 1985. – 192 стр.

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	Стр.	
№№ задач	1	2	3	4	5	6	7	8	9	11	
	13	14	15	16	17	18	19	20	21	12	
	7	8	9	10	11	12	13	14	15	121	
	21	22	23	24	25	26	27	28	29	122	
	6	7	8	9	10	11	12	13	14	150	
	4	5	6	7	8	9	10	11	12	157	
	15	16	17	18	19	20	21	22	23	158	
	18	19	20	21	22	23	24	25	26	178	

Задачи* (стр. 11)

1. Какое количество теплоты потребуется для нагревания 1 м3 воздуха от 0 до 1°C при постоянном объеме и начальном давлении P=1,013·105 Па? Плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м3, удельная теплоемкость при постоянном давлении CP=1,01 Дж/(г·К).
2. Определить количество теплоты, необходимое для нагревания 5 г азота от 15 до 25°С при постоянном объеме.
3. Газ, расширяясь от 0,01 до 0,016 м3 при постоянном давлении 1,013·105 Па, поглощает 126 Дж теплоты. Определить изменение внутренней энергии.
4. Смешано 4,03 г водорода и 32 г кислорода. Их удельные теплоемкости CP соответственно равны 14,3 и 0,912 Дж/(г·К). Определить потерю теплоты при охлаждении этой смеси на 20° при постоянном объеме.
5. Определить количество теплоты, которое необходимо для нагревания при V=const 25 г кислорода, находящегося при 350°С, от 1013 до 5065 гПа.
6. При нормальных условиях 0,005 м3 криптона нагревают до 600°С при постоянном объеме. Каковы конечное давление газа и количество теплоты, затраченной на нагревание?
7. В резервуаре вместимостью 0,05 м3 при 10°С и избыточном давлении 5065 гПа содержится азот. Определить максимальное количество теплоты, которое можно сообщить газу, если стенки резервуара выдерживают давление, не превышающее 20260 гПа.
8. Вычислить работу, совершаемую при расширении газовой системы на 0,005 м3 и постоянном давлении 1013 гПа.
9. Какое количество работы будет совершено 1 кг CO2 при повышении его температуры на 200° при постоянном давлении?

10. При постоянном давлении 9,59·104 Па нагревают 5 м3 азота. Определить совершенную работу, если газ расширился до 8 м3.
11. Какое количество теплоты потребуется, чтобы нагреть 10 г паров ртути на 10° при постоянном давлении? (Пары ртути одноатомны.)
12. В цилиндрическом сосуде, закрытом невесомым поршнем, 1 м3 водорода находится при 0°С. Внешнее давление 9,72·104 Па. Какое количество теплоты потребуется на нагревание водорода до 300°С?

Задачи (стр. 12)

13. При начальных давлении 1,013·105 Па, объеме 0,025 м3 и постоянной температуре 15°С воздух расширяется до объема 0,1 м3. Определить работу, совершенную газом, и его конечное давление.
14. Найти изменение внутренней энергии при испарении 0,2 кг этанола при температуре его кипения под давлением 1,013·105 Па. Теплота парообразования спирта при температуре кипения равна 857,7 Дж/г, а удельный объем пара равен 0,607 м3/кг. Объемом жидкости пренебречь.
15. Найти изменение внутренней энергии гелия, изобарно расширяющегося от 0,005 до 0,01 м3 под давлением 1,96·105 Па.
16. Вычислить работу расширения при нагревании 2 г воздуха от 0 до 1°С при давлении 1013 гПа. Плотность воздуха при нормальных условиях 1,29 кг/м3.
17. Определить количество теплоты и работы при расширении азота от 0,5 до 4 м3 при 26,8°С и 932 гПа.
18. При 25°С и 1013 гПа в сосуде находится 1 кг азота. Вычислить Q, U и А при изохорном увеличении давления до 2026 гПа и при изобарном расширении до трехкратного объема.
19. Вычислить работу расширения, если 100 г водорода при 50°С расширяются от 0,04 до 0,2 м3.
20. При 100°С 6 г кислорода занимают объем 0,004 м3. Вычислить работу при изотермном расширении до объема 0,0045 м3.
21. Определить работу, необходимую для изотермного сжатия 1 кг-моль диоксида углерода от 1,02·105 до 35,70·105 Па при 20°С.

22. Какое количество теплоты выделится при изотермном сжатии 0,015 м3 идеального газа при 36,8°С и начальном давлении 1013 гПа, если его объем уменьшится в 5 раз?
23. При 0°С и начальном давлении 5065 гПа 0,002 м3 азота расширяются изотермно до давления 1013 гПа. Вычислить работу и количество поглощенной теплоты.
24. Определить изменение внутренней энергии при испарении 20 г этанола при температуре кипения, если удельная теплота испарения его равна 857,7 Дж/г, а удельный объем пара при температуре кипения – 607 см3/г. Объемом жидкости пренебречь.

Задачи (стр. 121)

7. Давление пара BCl3 при 10 и 20°С   соответственно равно 750 и 1076 гПа. Какова молярная теплота испарения BCl3?
8. Давление пара этанола при 70 и 80°С соответственно равно 721 и 1082 гПа. Рассчитать удельную теплоту испарения.
9. Давление пара бензола при 20 и 30°С соответственно равно 100 и 157 гПа. Рассчитать молярную теплоту испарения.
10. Давление пара BCl3 при 10°С равно 750,3 гПа. Молярная теплота испарения BCl3 24 886 кДж/кмоль. При какой температуре BCl3 закипит под атмосферным давлением?
11. Температура кипения бутанола под давлением 1013 гПа 117,8°С и теплота испарения 591,2 кДж/кг. Какая температура кипения бутанола при давлении 1000 гПа?
12. Теплота испарения диэтилового эфира 360,2 кДж/кг при температуре кипения 34,66°С под давлением 1013 гПа. Вычислить температуру кипения при 986 гПа.
13. Удельная теплота испарения диэтилового эфира 360,2 кДж/кг при температуре кипения 34,66°С под давлением. 1013 гПа. Определить давление пара при 36,50°С.
14. Давление пара CCl4 828 гПа при 70°С и 1122 гПа при 80°С. Рассчитать теплоту испарения для 1 моль CCl4.
15. Давление этиламина при температуре –22,9 и –13,9°С соответственно равно 148 и 244 гПа. Определить теплоту испарения в этом температурном интервале.

16. Давление пара четыреххлористого углерода 828 гПа при 70°С, теплота испарения 1 кмоль CCl4 30781,688 кДж/кмоль. Рассчитать нормальную температуру кипения.
17. Давление пара этиламина при и –13,9 и –5,6°С соответственно равно 244 и 376 гПа. Определить теплоту испарения в этом температурном интервале.
18. Давление пара этиламина при –5,6 и 5,8°С соответственно равно 376 и 641 гПа. Определить теплоту испарения этиламина.
19. Давление пара этиламина при 5,8 и 16,2°С соответственно равно 642 и 1000 гПа. Рассчитать теплоту испарения этиламина в этом температурном интервале.
20. Определить давление насыщенного пара CCl4 при 60°С, если CCl4 кипит при 75°С и 1013 гПа и теплота парообразования 30833,03 кДж/моль.

Задачи (стр. 122)

21. Давление пара этилового эфира при –10°С 153 гПа, а при 0°С 246 гПа. Рассчитать молярную теплоту испарения эфира.
22. Давление пара этилового эфира при 0°С 246 гПа, а при 10°С 383 гПа. Определить молярную теплоту испарения эфира.
23. Давление пара этилового эфира при 20°С 577 гПа, а при 30° 846 гПа. Определить молярную теплоту испарения эфира.
24. Давление пара этилового эфира при 10°С 382 гПа, а при 20°С 577 гПа. Определить молярную теплоту испарения эфира.
25. Воздух насыщен парами воды при 25°С. При какой температуре при неизменном содержании водяных паров относительная влажность воздуха равна 80%, если при 25°С давление водяного пара равна 31,7 гПа, скрытая удельная теплота испарения воды             –2421,28 кДж/кг?
26. Определить нормальную температуру кипения этилового эфира, если давление его паров при 30°С равно 846 гПа, молярная теплота испарения – 28367,52 кДж/кмоль.
27. Давление пара хлороформа при 20°С равно 215 гПа, а при 30°С – 331 гПа. Определить теплоту испарения хлороформа.
28. Давление пара хлороформа при 50°С 713 гПа, теплота испарения хлороформа 30 836 кДж/кмоль. Определить нормальную температуру кипения хлороформа.
29. Давление пара хлороформа при 30°С 331 гПа, при 40°С 492 гПа. Рассчитать теплоту испарения хлороформа.

30. Давление пара хлороформа при 40°С равно 492 гПа, а при 50°С – 713 гПа. Вычислить теплоту испарения хлороформа.

Задачи (стр. 150)

6. Определить парциальный молярный объем нитрата аммония в воде, если объем раствора, содержащего 20 г NH4NO3 в 100 г раствора, равен 92,35 см3, а объем растворителя в растворе – 80,14 см3.
7. Определить парциальный молярный объем нитрата аммония в водном растворе, если парциальный молярный объем воды равен 17,98 см3, объем раствора 93,87 см3, концентрация 16 г NH4NO3 в 100 г раствора.
8. Определить парциальный молярный объем нитрата аммония в водном растворе, если парциальный объем воды составляет 17,98 см3, объем раствора 86,87 см3, концентрация 35 г NH4NO3 в 100 г раствора.
9. В смеси воды и этанола молярная доля воды равна 0,4, парциальный молярный объем равен 57,5 см3 и плотность раствора 0,8494 г/см3. Вычислить парциальный молярный объем воды.
10. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 3 моль H2О, если изменения парциальных молярных энтальпий H2О 36,28 кДж/моль и HCl –5,77 кДж/моль.
11. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 5 моль H2О, если изменения парциальных молярных энтальпий Н2О 23,68 кДж/моль и HCl –2,43 кДж/моль.
12. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 10 моль Н2О, если изменения парциальных молярных энтальпий Н2О 11,38 кДж/моль и HCl – 4,18 кДж/моль.
13. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 20 моль H2О, если изменения парциальных молярных энтальпий H2О 6,28 кДж/моль и HCl – 0,13 кДж/моль.
14. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 50 моль H2О, если парциальные молярные энтальпии H2О 3,29 кДж/моль и HCl 0,10 кДж/моль.

15. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 200 моль H2О, если парциальные молярные энтальпии H2О 1,50 кДж/моль и HCl –0,50 кДж/моль.
16. Рассчитать теплоту растворения 1 моль HCl в 1600 моль H2О, если парциальные молярные энтальпии H2О 0,60 кДж/моль и HCl –2,70 кДж/моль.
17. Раствор, содержащий 60% (мас.) метанола в воде, имеет плотность 0,895 г/см3 при 20°С. Парциальный молярный объем воды в растворе этого состава равен 16,8 см3. Рассчитать парциальный молярный объем спирта.
18. Плотность водного раствора, содержащего 30% (мас.) NH3 при 15°С, составляет 0,8951 г/см3, а парциальный молярный объем воды 18,0 см3. Рассчитать парциальный молярный объем аммиака в этом растворе.

Задачи (стр. 157)

4. Вычислить давление паров воды над 25%-ным (по массе) раствором глюкозы C6H12O6 при 20°С. Давление паров воды при этой температуре равно 23,1 гПа.
5. Давление паров этилового эфира при 20°С равно 589 гПа. Вычислить давление паров эфира над раствором, содержащим 15 г бензальдегида (мол. масса 106,05) в 100 г эфира.
6. Давление паров воды при 25°С равно 31,7 гПа. Определить давление паров 5%-ного (по массе) раствора сахара C12H22O11.
7. Определить давление паров 10%-ного (по массе) раствора глицерина С3Н8О3 при 25°С, если давление пара воды при этой температуре равно 31,7 гПа.
8. Температура кипения бензола равна 80,1°С. Его молярная теплота испарения 30,77 кДж/моль. Определить температуру кипения раствора, содержащего 0,01 мол. долю нелетучего вещества в бензоле.
9. Температура кипения сероуглерода 46,20°С. Его эбуллиоскопическая постоянная 2,3. В 50 г сероуглерода растворено 0,9373 г бензойной кислоты. Полученный раствор имеет температуру кипения 46,39°С. Определить молярную массу бензойной кислоты в сероуглероде.
10. Эбуллиоскопическая постоянная для воды 0,512. При какой температуре кипит 5%-ный (по массе) раствор тростникового сахара С12Н22О11 в воде?
11. Хлороформ кипит при 60,2°С. Давление его пара при этой температуре 1040 гПа. Определить давление пара и температуру кипения раствора, содержащего 0,2 моль нелетучего растворенного вещества в 1000 г хлороформа. Молярная теплота испарения хлороформа 31,64 кДж/моль.
12. Раствор, содержащий 0,5 г нелетучего растворенного вещества с молярной массой 182 в 42 г бензола, кипит при 80,27°С. Температура кипения чистого бензола 80,1°С. Определить молярную теплоту испарения бензола.

13. Растворение 1,2324 г нафталина в 88,26 г этилового эфира повысило температуру кипения эфира на 0,234°С по сравнению с температурой кипения чистого эфира 34,0°С. Вычислить молярную теплоту испарения эфира.
14. Жидкая SO2 кипит при 10°С. Теплота испарения ее при этой температуре 25,52 кДж/моль. Вычислить температуру кипения раствора, содержащего 1 моль SO3 на 20 моль SO2.

Задачи (стр. 158)

15. Сколько граммов глицерина необходимо добавить к 1,0 кг воды, чтобы раствор не замерзал до –0,5°С? Криоскопическая постоянная воды равна 1,86.
16. Водный раствор содержит 0,5% (мас.) мочевины (NH2)2CO и 1% (мас.) глюкозы C6H12O6. Какова его температура замерзания, если криоскопическая постоянная воды равна 1,86°?
17. Какова концентрация насыщенного раствора этилацетата С4Н8О2 в воде, если раствор, насыщенный при 0°С, замерзает при –2,365°С, а раствор, насыщенный при 20°С, при –1,8°С. Криоскопическая постоянная воды равна 1,86°.
18. Бензол замерзает при 5,42°С. Раствор, содержащий 12,8 г нафталина в 1000 г бензола, замерзает при 4,908°С. Определить удельную теплоту плавления бензола.
19. Чистый кадмий затвердевает при 321C, 10%-ный (по массе) раствор висмута в кадмии – при 312°С. Определить атомную теплоту плавления кадмия.
20. Чему равна температура замерзания водного раствора мочевины, в котором содержится 0,0032 мол. доли мочевины? Теплота плавления воды 333,1 Дж/г.
21. Температура плавления фенола 40°С. Раствор, содержащий 0,172 г ацетанилида C8H9ON в 12,54 г фенола, замерзает при 39,25°С. Вычислить теплоту плавления фенола.
22. При 17°С осмотическое давление раствора, содержащего 0,125 г мочевины в 25 мл воды, равно 2006 гПа. Вычислить молярную массу мочевины.
23. Сколько граммов глицерина следует растворить в 0,001 м3 воды, чтобы осмотическое давление полученного раствора при 17°С было 2026 гПа?

24. При температуре 27°С осмотическое давление раствора сахара 1066 гПа. Определить осмотическое давление этого раствора при 0°С.
25. Температура замерзания водного раствора сахара равна –0,216° С. Вычислить осмотическое давление раствора при этой температуре, если Kзам= 1,86°, а плотность равна 1,01 г/см3.
26. При 25°С давление паров воды равно 31,66 гПа, а давление паров раствора глицерина – 31,56 гПа. Вычислить осмотическое давление этого раствора при 37°С. Плотность раствора 1,0017 г/см3.
27. Раствор, содержащий 1,5 г KCl в 100 г воды, замерзает при –0,684°С. Определить изотонический коэффициент и давление паров воды над этим раствором при 25C. Давление паров чистой воды при 25C равно 31,66 гПа.

Задачи (стр. 178)

18. Растворимость H2S в воде при 20°С равна 0,385. Вычислить массу H2S, растворенного в 2 л воды при 3 атм. Плотность воды принять равной 1 г/см3.
19. При 20°С и 933 гПа 100 мл воды поглощают 3,54 см3 CH4. Вычислить коэффициент растворимости и коэффициент абсорбции CH4.
20. Сколько кубических метров воды надо взять, чтобы в ней при 20°С растворился 1 кг Cl2, парциальное давление которого равно 253 гПа? Коэффициент растворимости Cl2 при 20°С равен 2,3.
21. Метан плавится при 90,5 К и имеет теплоту плавления 970,7 кДж/моль. Определить растворимость метана в жидком азоте при 78 К, принимая, что эти вещества образуют идеальный раствор и пренебрегая зависимостью теплоты плавления от температуры.
22. o-Дихлорбензол и м-дихлорбензол плавятся при 17,5 и –24,5°С соответственно. Их теплоты плавления 8745 и 8535 Дж/моль. Принимая, что эти два вещества образуют идеальный раствор, вычислить температуру и состав эвтектики.
23. Растворимость 100%-ного (по массе) диоксида серы в соляровом масле при 10°С составляет 40,6 г/л, а при 20°С – 23,4 г/л. Определить молярную теплоту растворения.
24. Растворимость оксида углерода в медноаммиачных растворах оксида меди (I) при нагревании от 0 до 70°С уменьшилась в одном из растворов в 69,53 раза. Определить относительное понижение растворимости при нагревании от t1=0°C до t=30°С.
25. Растворимость молочной кислоты в 100 г воды составляет 2,35 г при 0°С и 6,76 г при 24,8°С. Рассчитать теплоту растворения кислоты в воде.
26. Растворимость CO2 в воде при 20°С равна 0,878 см3/мл и при 30°С – 0,665 см3/мл. Вычислить теплоту растворения диоксида углерода в воде, считая растворимость идеальной. Какое количество CO2 растворится при 10°С в 1000 м3 воды.

27. Метан плавится при 90,5 К и имеет теплоту плавления 70,7 Дж/моль. Определить растворимость метана в жидком азоте при 50 К.