অষ্টম অধ্যায় তাপগতিবিদ্যা
অনুশীলন
6.1 সঠিক উত্তর বাছাই করুন।
একটি তাপগতিবিদ্যাগত অবস্থার ফাংশন হলো এমন একটি পরিমাপ
(i) যা তাপ পরিবর্তন নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়
(ii) যার মান পথের স্বাধীনতা নয়
(iii) যা চাপ আয়তন কাজ নির্ধারণ করতে ব্যবহৃত হয়
(iv) যার মান কেবল তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।
Show Answer
উত্তর
একটি তাপগতিবিদ্যাগত অবস্থার ফাংশন হলো এমন একটি পরিমাপ যার মান একটি পথের স্বাধীনতা নয়।
$p, V, T$ এর মতো ফাংশনগুলি শুধু একটি পদার্থের অবস্থার উপর নির্ভর করে এবং পথের উপর নয়।
অতএব, বিকল্প (ii) সঠিক।
6.2 একটি প্রক্রিয়া অজৈব পরিস্থিতিতে ঘটার জন্য, সঠিক শর্ত হলো:
(i) $\Delta T=0$
(ii) $\Delta p=0$
(iii) $q=0$
(iv) $\mathrm{w}=0$
Show Answer
উত্তর
একটি পদার্থ অজৈব পরিস্থিতিতে বলা হয় যদি পদার্থ এবং তার পারিপার্শ্বিক অঞ্চলের মধ্যে তাপের কোনো আদান-প্রদান হয় না। অতএব, অজৈব পরিস্থিতিতে, $q=0$।
অতএব, বিকল্প (iii) সঠিক।
6.3 তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপগুলি তাদের প্রাথমিক অবস্থায় সব পদার্থের জন্য হলো:
(i) এক
(ii) শূন্য
(iii) $<0$
(iv) প্রতিটি পদার্থের জন্য ভিন্ন
Show Answer
উত্তর
তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপগুলি তাদের প্রাথমিক অবস্থায় সব পদার্থের জন্য শূন্য।
অতএব, বিকল্প (ii) সঠিক।
6.4 মেথেনের $\Delta U^{\ominus}$ কম্বিসনের $-\mathrm{X}\ \mathrm{kJ} \ \mathrm{mol}^{-1}$ হলো $\Delta H^{\ominus}$। $\Delta H^{\ominus}$ এর মান হলো
(i) $=\Delta U^{\ominus}$
(ii) $>\Delta U^{\ominus}$
(iii) $<\Delta U^{\ominus}$
(iv) $=0$
Show Answer
উত্তর
যেহেতু $ \Delta H^{\ominus} = \Delta U^{\ominus} + \Delta n_gRT \text{ and } \Delta U^{\ominus} = -X\ kJ \ mol^{-1} $
$\Delta H^{\ominus}=(-X)+\Delta n_g R T$।
মেথেনের কম্বিসনের জন্য:
$CH_4(g) + 2O_2(g)\rightarrow CO_2(g) + 2H_2O(l)$
$\Delta n_g = n_p - n_r$
$= 1-(2+1)= -2$
$\therefore \Delta H^{\ominus}= -X - 2RT$
$\Rightarrow \Delta H^{\ominus}<\Delta U^{\ominus}$
অতএব, বিকল্প (iii) সঠিক।
6.5 মেথেন, গ্রাফাইট এবং ডাইহাইড্রজেনের তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ $298 \mathrm{~K}$ তাপমাত্রায় যথাক্রমে $-890.3 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}-393.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$, $-285.8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ এবং $\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g})$ হলো। $\mathrm{CH_4}(\mathrm{~g})$ এর তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ হবে
(i) $-74.8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
(ii) $-52.27 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
(iii) $+74.8 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
(iv) $+52.26 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$।
Show Answer
উত্তর
প্রশ্নের অনুযায়ী, (i) $\quad CH_4 {(g)}+2 O_2 {(g)} \longrightarrow CO_2 {(g)}+2 H_2 O {(g)}$
$ \Delta H=-890.3\ kJ \ mol^{-1} $
(ii) $C {(s)}+O_2 {(g)} \longrightarrow CO_2 {(g)}$
$ \Delta H=-393.5\ kJ \ mol^{-1} $
(iii) $2 H_2 {(g)}+O_2 {(g)} \longrightarrow 2 H_2 O {(g)}$
$ \Delta H=-285.8\ kJ \ mol^{-1} $
অতএব, $CH_4$ (g) এর প্রতিষ্ঠার প্রতিনিধিত্ব করা প্রস্তুতি হলো, যাতে
$C {(s)}+2 H_2 {(g)} \longrightarrow CH_4 {(g)}$
$\Delta_f H _{CH_4}=\Delta_c H_C+2 \Delta_c H _{H_2}-\Delta_c H _{CH_4}$
$=[-393.5+2(-285.8)-(-890.3)]\ kJ \ mol^{-1}$
$=-74.8\ kJ \ mol^{-1}$
$\therefore$ $CH _4 {(g)}=- 74.8\ kJ\ mol^{-1}$ এর তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ
অতএব, বিকল্প (i) সঠিক।
6.6 একটি প্রক্রিয়া, $\mathrm{A}+\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}+\mathrm{D}+\mathrm{q}$ এর জন্য একটি ইতিবাচক এনট্রোপি পরিবর্তন পাওয়া যায়। প্রক্রিয়াটি হবে
(i) উচ্চ তাপমাত্রায় সম্ভব
(ii) কেবল নিম্ন তাপমাত্রায় সম্ভব
(iii) কোনো তাপমাত্রায়ই সম্ভব নয়
(v) যেকোনো তাপমাত্রায় সম্ভব
Show Answer
উত্তর
একটি প্রক্রিয়া স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হলে, $\Delta G$ নেতিবাচক হতে হবে।
$\Delta G=\Delta H-T \Delta S$
প্রশ্নের অনুযায়ী, দেওয়া প্রক্রিয়ার জন্য,
$\Delta S=$ ইতিবাচক
$\Delta H=$ নেতিবাচক (যেহেতু তাপ বিক্রি হয়েছে)
$\Rightarrow \Delta G=$ নেতিবাচক
অতএব, প্রক্রিয়াটি যেকোনো তাপমাত্রায় স্বয়ংস্থাপনযোগ্য।
অতএব, বিকল্প (iv) সঠিক।
6.7 একটি প্রক্রিয়ায়, $701 \mathrm{~J}$ তাপ পদার্থ দ্বারা শোষিত হয় এবং $394 \mathrm{~J}$ কাজ পদার্থ দ্বারা করা হয়। প্রক্রিয়ার জন্য আন্তঃস্থ ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন কত?
Show Answer
উত্তর
তাপগতিবিদ্যার প্রথম নিয়মের অনুযায়ী,
$\Delta U=q+w \quad…(i)$
যেখানে,
$\Delta U=$ প্রক্রিয়ার জন্য আন্তঃস্থ ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন
$q=$ তাপ
$w=$ কাজ
দেওয়া আছে,
$q=+701\ J$ (যেহেতু তাপ শোষিত হয়েছে)
w= $-394\ J$ (যেহেতু কাজ পদার্থ দ্বারা করা হয়েছে)
অভিব্যক্তি (i) এ মানগুলি বসিয়ে পাওয়া যায়, তাহলে
$\Delta U=701\ J+(-394\ J)$
$\Delta U=307\ J$
অতএব, দেওয়া প্রক্রিয়ার জন্য আন্তঃস্থ ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন হলো $307 J$।
6.8 সিয়ানামাইড, $\mathrm{NH_2} \mathrm{CN}$ (s), এবং ডাইঅক্সিজেনের প্রক্রিয়াটি একটি বোম ক্যালরিমিটারে সঞ্চালিত হয়েছিল, এবং $\Delta U$ হলো $-742.7 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ $298 \mathrm{~K}$ তাপমাত্রায়। $298 \mathrm{~K}$ তাপমাত্রায় প্রক্রিয়ার জন্য তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন গণনা করুন।
$\mathrm{NH_2} \mathrm{CN}(\mathrm{s})+\dfrac{3}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l})$
Show Answer
উত্তর
একটি প্রক্রিয়ার তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন $(\Delta H)$ একটি অভিব্যক্তি দ্বারা দেওয়া হয়,
$\Delta H=\Delta U+\Delta n_g R T$
যেখানে,
$\Delta U=$ আন্তঃস্থ ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন
$\Delta n_g=$ গ্যাসীয় মলের সংখ্যার পরিবর্তন
দেওয়া প্রক্রিয়ার জন্য,
$\Delta n_g=\sum n_g$ (পণ) - $\sum n_g$ (প্রাক্রমিক)
=(2 - 1.5) মল
$\Delta n_g=0.5$ মল
এবং,
$\Delta U=-742.7\ kJ \ mol^{-1}$
$T=298 K$
$R=8.314 \times 10^{-3}\ kJ \ mol^{-1} K^{-1}$
$\Delta H$ এর অভিব্যক্তিতে মানগুলি বসিয়ে পাওয়া যায়:
$\Delta H=(-742.7\ kJ \ mol^{-1})+(0.5\ mol)(298\ K)(8.314 \times 10^{-3}\ kJ \ mol^{-1} K^{-1})$
$=-742.7+1.2$
$\Delta H=-741.5\ kJ \ mol^{-1}$
6.9 $\mathrm{kJ}$ এর সংখ্যা তাপ গণনা করুন যা $60.0 \mathrm{~g}$ এর তাপমাত্রা $35^{\circ} \mathrm{C}$ থেকে $55^{\circ} \mathrm{C}$ তে বাড়ানোর জন্য প্রয়োজনীয়। $\mathrm{Al}$ এর মল তাপ সংশ্লিষ্টতা $24 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1}$।
Show Answer
উত্তর
তাপের অভিব্যক্তি $(q)$,
$q=n . C_m . \Delta T$
যেখানে,
$C_m=$ মল তাপ সংশ্লিষ্টতা
$n=$ মলের সংখ্যা
$\Delta T=$ তাপমাত্রার পরিবর্তন
অভিব্যক্তি $q$ এ মানগুলি বসিয়ে পাওয়া যায়:
$q=(\dfrac{60}{27} mol)(24\ J\ mol^{-1} K^{-1})(20\ K)$
$q=1066.7\ J$
$q=1.07\ kJ$
6.10 $1.0 \mathrm{~mol}$ এর তাপমাত্রা $10.0^{\circ} \mathrm{C}$ থেকে বরফ তাপমাত্রা $-10.0^{\circ} \mathrm{C}$ তে মেলানোর তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন গণনা করুন। $\Delta_{\text {fus }} H=6.03 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ $0^{\circ} \mathrm{C}$ তাপমাত্রায়।
$$ \begin{aligned} & C_p\left[\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l})\right]=75.3 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \\ & C_p\left[\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{s})\right]=36.8 \mathrm{~J} \mathrm{~mol}^{-1} \mathrm{~K}^{-1} \end{aligned} $$
Show Answer
উত্তর
পরিপালনের জন্য সম্পূর্ণ তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন নিম্নলিখিত পরিবর্তনগুলির যোগফল:
(অ) $1\ mol$ এর তাপমাত্রা $10^{\circ} C$ থেকে $1 mol$ এর তাপমাত্রা $0^{\circ} C$ তে পরিবর্তনের জন্য ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন।
(ব) $1\ mol$ এর তাপমাত্রা $0^{\circ}$ থেকে $1 mol$ এর তাপমাত্রা $0^{\circ} C$ তে পরিবর্তনের জন্য ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন।
(ক) $1\ mol$ এর তাপমাত্রা $0^{\circ} C$ থেকে $1 mol$ এর তাপমাত্রা $-10^{\circ} C$ তে পরিবর্তনের জন্য ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন।
সম্পূর্ণ $\Delta H=C_p[H_2 O(l)] \Delta T+\Delta H _{\text{freezing }}+C_p[H_2 O {(s)}] \Delta T$
=$ (75.3\ J\ mol^{-1}K^{-1})(0-10)K + (-6.03 \times 10^3\ J\ mol^{-1} ) + (36.8\ J\ mol^{-1}K^{-1})(-10-0)K $
$=-7151\ J\ mol^{-1}$
অতএব, পরিপালনের জন্য ষড়যন্ত্রের পরিবর্তন হলো -$7.151\ kJ\ mol^{- 1}$।
6.11 কার্বনের কম্বিসনের তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ $\mathrm{CO_2}$ হলো $-393.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$। কার্বন এবং ডাইঅক্সিজেন গ্যাস দ্বারা $35.2 \mathrm{~g}$ এর $\mathrm{CO_2}$ প্রতিষ্ঠার সময় বিক্রি হওয়া তাপের পরিমাণ গণনা করুন।
Show Answer
উত্তর
কার্বন এবং ডাইঅক্সিজেন গ্যাস দ্বারা $CO_2$ প্রতিষ্ঠার প্রক্রিয়াটি নিম্নলিখিতভাবে প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে:
$C {(s)}+O_2 {(g)} \longrightarrow CO_2 {(g)} \quad \Delta_f H=-393.5\ kJ \ mol^{-1}$
$(1$ মল $=44 g)$
$44\ g\ CO_2=- 393.5\ kJ\ mol^{-1}$ প্রতিষ্ঠার সময় বিক্রি হওয়া তাপ
$\therefore$ $35.2\ g\ CO_2$ প্রতিষ্ঠার সময় বিক্রি হওয়া তাপ
$=\dfrac{-393.5\ kJ \ mol^{-1}}{44 g} \times 35.2 g$
$=- 314.8\ kJ \ mol^{-1}$
6.12 $\mathrm{CO}(\mathrm{g}), \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}), \mathrm{N_2} \mathrm{O}(\mathrm{g})$ এবং $\mathrm{N_2} \mathrm{O_4}(\mathrm{~g})$ এর তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ $-110,-393,81$ এবং $9.7 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ হলো যথাক্রমে। প্রক্রিয়ার জন্য $\Delta_{r} H$ এর মান নির্ণয় করুন: $\mathrm{N_2} \mathrm{O_4}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{CO}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{N_2} \mathrm{O}(\mathrm{g})+3 \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})$
Show Answer
উত্তর
একটি প্রক্রিয়ার তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ হলো পণের তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপের পরিমাণ থেকে প্রাক্রমিক পদার্থের তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপের পরিমাণ বিয়োগ করে নির্ধারিত হয়।
$\Delta_r H=\sum \Delta_f H$ (পণ) $-\sum \Delta_f H$ (প্রাক্রমিক)
দেওয়া প্রক্রিয়ার জন্য,
$N_2 O _4 {(g)}+3 CO {(g)} \longrightarrow N_2 O {(g)}+3 CO _{2}{(g)}$
$\Delta_r H=[\Delta_f H(N_2 O)+3 \Delta_f H(CO_2)]-[\Delta_f H(N_2 O_4)+3 \Delta_f H(CO)]$
প্রশ্ন থেকে $\Delta_f H$ এবং $N_2 O, CO_2, N_2 O_4$ এর $CO$ মান বসিয়ে পাওয়া যায়:
$\Delta_r H=[81\ kJ \ mol^{-1}+3(-393)\ kJ \ mol^{-1}]-[9.7\ kJ \ mol^{-1}+3(-110)\ kJ \ mol^{-1}]$
$\Delta_r H=-777.7\ kJ \ mol^{-1}$
অতএব, প্রক্রিয়ার জন্য $\Delta_r H$ এর মান হলো $-777.7\ kJ \ mol^{-1}$।
6.13 দেওয়া আছে
$\mathrm{N_2}(\mathrm{~g})+3 \mathrm{H_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow 2 \mathrm{NH_3}(\mathrm{~g}) ; \Delta_{r} H^{\ominus}=-92.4 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{NH_3}$ গ্যাসের প্রাথমিক তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ কত?
Show Answer
উত্তর
একটি পদার্থের প্রাথমিক তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ হলো এমন একটি তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন যা তার উপাদান পদার্থগুলি তাদের প্রাথমিক অবস্থায় থেকে তাদের প্রাথমিক অবস্থায় 1 মল পদার্থ প্রতিষ্ঠার সময় ঘটে।
$NH_3 {(g)}$ এর 1 মলের জন্য দেওয়া অভিব্যক্তি পুনরায় লেখা হলো।
$\dfrac{1}{2} N _2 {(g)}+\dfrac{3}{2} H_2 {(g)} \longrightarrow NH_3 {(g)}$
$\therefore$ $NH_3 {(g)}$ এর প্রাথমিক তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ
$=1 / 2 \Delta_r H^{\theta}$
$=1 / 2(-92.4\ kJ\ mol^{- 1})$
$=- 46.2\ kJ \ mol^{-1}$
6.14 নিম্নলিখিত তথ্য থেকে $\mathrm{CH_3} \mathrm{OH(l)}$ এর প্রাথমিক তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ গণনা করুন:
$\mathrm{CH_3} \mathrm{OH}(\mathrm{l})+\dfrac{3}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{H_2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) ; \Delta_{r} H^{\ominus}=-726 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{C}$ (গ্রাফাইট) $+\mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO_2}(\mathrm{~g}) ; \Delta_{c} H^{\ominus}=-393 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{H_2}(\mathrm{~g})+\dfrac{1}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{H_2} \mathrm{O}(1) ; \Delta_{f} H^{\ominus}=-286 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$।
Show Answer
উত্তর
$CH_3 OH{(l)}$ প্রতিষ্ঠার সময় ঘটা প্রক্রিয়াটি নিম্নলিখিতভাবে লেখা যেতে পারে:
$C {(s)}+2 H_2 O {(g)}+\dfrac{1}{2} O_2 {(g)} \longrightarrow CH_3 OH _{(l)}\quad …(1)$
প্রক্রিয়া (1) দেওয়া প্রক্রিয়াগুলি নিম্নলিখিত ব্যাপারে ব্যালেন্স ক্যালকুলেশন অনুযায়ী পাওয়া যেতে পারে:
অভিব্যক্তি (ii) $+2 \times$ অভিব্যক্তি (iii) - অভিব্যক্তি (i)
$ \Delta _f H^{\ominus} [CH_3OH _{(l)}] = \Delta _cH^{\ominus} + 2\Delta _fH^{\ominus} [H _2O {(l)}] - \Delta _r H^{\ominus} $
$ = (-393\ kJ\ mol^{-1})+2(-286\ kJ \ mol^{-1})- (-726\ kJ \ mol^{-1}) $
$=(-393 -572+726)\ kJ \ mol^{-1}$
$\therefore \Delta_i H^{\ominus}[CH_3 OH {(l)}]=-239\ kJ\ mol^{-1}$
6.15 প্রক্রিয়ার তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন গণনা করুন
$\mathrm{CCl_4}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{C}(\mathrm{g})+4 \mathrm{Cl}(\mathrm{g})$
এবং $\mathrm{C}-\mathrm{Cl}$ এর $\mathrm{CCl_4}(\mathrm{~g})$ এর বন্ড তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ গণনা করুন।
$\Delta_{\text {vap }} H^{\ominus}\left(\mathrm{CCl_4}\right)=30.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$।
$\Delta_{f} H^{\ominus}\left(\mathrm{CCl_4}\right)=-135.5 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$।
$\Delta_{a} H^{\ominus}(\mathrm{C})=715.0 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$, যেখানে $\Delta_{a} H^{\ominus}$ হলো অযোত্তপনের তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ
$\Delta_{a} H^{\ominus}\left(\mathrm{Cl_2}\right)=242 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
Show Answer
উত্তর
তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপের মানগুলি নির্দেশ করা পরিচ্ছন্নতার কথা নিম্নলিখিত রাসায়নিক অভিব্যক্তিগুলি:
(i) $CCl_4 {(l)} \longrightarrow CCl_4 {(g)}\ \Delta _{vap} H^{ \ominus }=30.5\ kJ\ mol^{-1 }$
(ii) $C {(s)} \longrightarrow C {(g)}\ \Delta _a H^{ \ominus }=715.0\ kJ \ mol^{-1}$
(iii) $Cl _2 {(g)} \longrightarrow 2 Cl {(g)}\ \Delta _a H^{ \ominus }=242\ kJ\ mol^{{-1}}$
(iv) $C {(s)}+2 Cl_2 {(g)} \longrightarrow CCl_4 {(l)}\ \Delta_f H=- 135.5\ kJ\ mol^{{-1}}$
দেওয়া প্রক্রিয়ার তাপগতিবিদ্যাগত পরিবর্তন $CCl _4 {(g)} \longrightarrow C {(g)}+4 Cl {(g)}$, নিম্নলিখিত ব্যালেন্স ক্যালকুলেশন অনুযায়ী গণনা করা যেতে পারে:
অভিব্যক্তি (ii) +2 × অভিব্যক্তি (iii) -অভিব্যক্তি (i) - অভিব্যক্তি (iv)
$\Delta_r H=\Delta _a H^{ \ominus }(C)+2 \Delta _a H^{ \ominus }(Cl_2) - \Delta _{\text{vap }} H^{\ominus} - \Delta_f H$
$\Delta_r H=715.0+(2 \times 242 )- 30.5 -(- 135.5)$
$\therefore \Delta H=1304\ kJ \ mol^{-1}$
$C - Cl$ বন্ডের $CCl _4 {(g)}$ এর তাপগতিবিদ্যাগত পরিমাপ
$=\dfrac{1304}{4}\ kJ \ mol^{-1}$
$=326\ kJ\ mol^{- 1}$
6.16 একটি বিনিষ্পন্ন পদার্থের জন্য, $\Delta U=0$, $\Delta S$ কত?
Show Answer
উত্তর
$\Delta S=\dfrac{q_{rev}}{T}=\dfrac{\Delta H}{T}=\dfrac{\Delta U + P \Delta V}{T}$
$\Delta S= \dfrac{P \Delta V}{T}$
যেহেতু $\Delta U=0, \Delta S$ ইতিবাচক হবে এবং প্রক্রিয়াটি স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হবে।
6.17 প্রক্রিয়ার জন্য $298 \mathrm{~K}$ তাপমাত্রায়,
$2 \mathrm{~A}+\mathrm{B} \rightarrow \mathrm{C}$
$\Delta H=400 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$ এবং $\Delta S=0.2 \mathrm{~kJ} \mathrm{~K}^{-1} \mathrm{~mol}^{-1}$
প্রক্রিয়াটি কোন তাপমাত্রায় স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হবে বিবেচনা করলে $\Delta H$ এবং $\Delta S$ স্থির থাকে।
Show Answer
উত্তর
অভিব্যক্তি থেকে,
$\Delta G=\Delta H- T \Delta S$
প্রক্রিয়াটি সমতল অবস্থায় বিবেচনা করলে, প্রক্রিয়ার জন্য $\Delta T$ হবে:
$T=(\Delta H-\Delta G) \dfrac{1}{\Delta S}$
$=\dfrac{\Delta H}{\Delta S} {(\Delta G=0 \text{ at equilibrium })}$
$=\dfrac{400\ kJ \ mol^{-1}}{0.2\ kJ\ K^{-1} mol^{-1}}$
$T=2000 K$
প্রক্রিয়াটি স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হলে, $\Delta G$ নেতিবাচক হতে হবে। অতএব, দেওয়া প্রক্রিয়াটি স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হলে, তাপমাত্রা $2000 K$ থেকে বেশি হতে হবে।
6.18 প্রক্রিয়ার জন্য,
$2 \mathrm{Cl}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{Cl_2}(\mathrm{~g})$, $\Delta H$ এবং $\Delta S$ এর চিহ্ন কী?
Show Answer
উত্তর
$\Delta H$ এবং $\Delta S$ নেতিবাচক
দেওয়া প্রক্রিয়াটি ক্লোরিন আণুগুলি থেকে ক্লোরিন আণু প্রতিষ্ঠার প্রক্রিয়া প্রতিনিধিত্ব করে। এখানে, বন্ড প্রতিষ্ঠার প্রক্রিয়া ঘটছে। অতএব, ষড়যন্ত্র বিক্রি হচ্ছে। অতএব, $\Delta H$ নেতিবাচক।
আবার, দুই মল আণু এক মল আণু থেকে বেশি এলোমেলো হয়। স্বয়ংস্থাপনযোগ্যতা হ্রাস পাচ্ছে, অতএব $\Delta S$ দেওয়া প্রক্রিয়ার জন্য নেতিবাচক।
6.19 প্রক্রিয়ার জন্য
$2 \mathrm{~A}(\mathrm{~g})+\mathrm{B}(\mathrm{g}) \rightarrow 2 \mathrm{D}(\mathrm{g})$
$\Delta U^{\ominus}=-10.5 \mathrm{~kJ}$ এবং $\Delta S^{\ominus}=-44.1\ \mathrm{J\ K}^{-1}$।
$\Delta G^{\ominus}$ প্রক্রিয়ার জন্য গণনা করুন, এবং প্রক্রিয়াটি স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হতে পারে কিনা তা অনুমান করুন।
Show Answer
উত্তর
দেওয়া প্রক্রিয়ার জন্য,
$2 A {(g)}+B {(g)} \to 2 D {(g)}$
$\Delta n_g=2 - 3$
$=-1$ মল
$\Delta U^{\ominus}$ এর মান $\Delta H$ এর অভিব্যক্তিতে বসিয়ে পাওয়া যায়:
$\Delta H^{\ominus}=\Delta U^{\ominus}+\Delta n_g R T$
$=(-10.5\ kJ)+(-1)(8.314 \times 10^{-3}\ kJ\ K^{-1} mol^{-1})(298\ K)$
$=-10.5\ kJ-2.48\ kJ$
$\Delta H^{\ominus}=-12.98\ kJ$
$\Delta H^{\ominus}$, এবং $\Delta S^{\ominus}$, $\Delta G^{\ominus}$ এর অভিব্যক্তিতে মানগুলি বসিয়ে পাওয়া যায়:
$ \Delta G^{\ominus} = \Delta H^{\ominus} - T \Delta S^{\ominus} $
$=-12.98\ kJ-(298\ K)(-44.1\times 10^{-3}\ J K^{-1})$
$=-12.98\ kJ+13.14\ kJ$
$\Delta G^{\ominus}=+0.16\ kJ$
যেহেতু $\Delta G^{\ominus}$, প্রক্রিয়ার জন্য ইতিবাচক, প্রক্রিয়াটি স্বয়ংস্থাপনযোগ্য হবে না।
6.20 একটি প্রক্রিয়ার সমতল সংখ্যা 10। $\Delta G^{\ominus}$ এর মান কত? $\mathrm{R}=8.314 \mathrm\ {J\ K}^{-1} \mathrm{~mol}^{-1}, \mathrm{~T}=300 \mathrm{~K}$।
Show Answer
উত্তর
অভিব্যক্তি থেকে,
$\Delta G^{\ominus}=-2.303 R T \log K _{e q}$
$\Delta G^{\ominus}$ প্রক্রিয়ার জন্য,
$=-(2.303)(8.314\ J\ K^{-1} mol^{-1})(300 K) \log 10$
$=-5744.14\ J\ mol^{-1}$
$=-5.744\ kJ \ mol^{-1}$
6.21 $\mathrm{NO}(\mathrm{g})$ এর তাপগতিবিদ্যাগত স্থিতিশীলতা কমেন্ট করুন, যেখানে
$\dfrac{1}{2} \mathrm{~N_2}(\mathrm{~g})+\dfrac{1}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{NO}(\mathrm{g}) ; \quad \Delta_{r} H^{\ominus}=90 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
$\mathrm{NO}(\mathrm{g})+\dfrac{1}{2} \mathrm{O_2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{NO_2}(\mathrm{~g}): \Delta_{r} H^{\ominus}=-74 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$
Show Answer
উত্তর
$\Delta_r H$ এর ইতিবাচক মান একটি বিষয়বস্তু নির্দেশ করে যে $NO {(g)}$ প্রতিষ্ঠার সময় তাপ শোষিত হয়। এই মানে $NO {(g)}$ প্রাক্রমিক ($N_2$ এবং $O_2$) থেকে বেশি ষড়যন্ত্র আছে। অতএব, $NO {(g)}$ অস্থিতিশীল।
$\Delta_r H$ এর নেতিবাচক মান একটি বিষয়বস্তু নির্দেশ করে যে $NO _2 {(g)}$ থেকে $NO {(g)}$ এবং $O_2 {(g)}$ প্রতিষ্ঠার সময় তাপ বিক্রি হয়। পণ, $NO_2 {(g)}$ ন্যূনতম ষড়যন্ত্রের সাথে স্থিতিশীল।
অতএব, অস্থিতিশীল $NO {(g)}$ স্থিতিশীল $NO_2 {(g)}$ এ পরিবর্তিত হয়।
6.22 $1.00 \mathrm{~mol}$ এর তাপমাত্রা $\mathrm{H_2} \mathrm{O}(l)$ এর প্রাথমিক পরিস্থিতিতে প্রতিষ্ঠার সময় পারিপার্শ্বিক অঞ্চলের এনট্রোপি পরিবর্তন গণনা করুন। $\Delta_{f} H^{\ominus}=-286 \mathrm{~kJ} \mathrm{~mol}^{-1}$।
Show Answer
উত্তর
দেওয়া আছে $286\ kJ\ mol^{{-1}}$ তাপ প্রতিষ্ঠার সময় $1\ mol$ এর $H_2 O (l)$ প্রতিষ্ঠার সময় বিক্রি হয়। অতএব, পারিপার্শ্বিক অঞ্চল দ্বারা একই পরিমাণ তাপ শোষণ হবে।
$q _{\text{surr }}=+286\ kJ\ mol^{- 1}$
পারিপার্শ্বিক অঞ্চলের এনট্রোপি পরিবর্তন $(\Delta S _{\text{surr }})$ $=\dfrac{q _{\text{surr }}}{T}$ $=\dfrac{286\ kJ \ mol^{-1}}{298\ K}$ $\therefore \Delta S _{\text{surr }}=959.73\ J\ mol^{-1} K^{-1}$
BETA
